Browsing by Author "Karpat, Esin"

Now showing 1 - 20 of 20

28 GHz frekansında 5G kablosuz haberleşme için S-şekilli mikroşerit anten tasarımı ve analizi
(Bursa Uludağ Üniversitesi, 2023-02-15) Khasiyev, Melike; Karpat, Esin; Bursa Uludağ Üniversitesi/Fen Bilimleri Enstitüsü/Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı.; 0000-0003-2739-1091
Yaşamımızın en önemli unsurlarından olan kablosuz haberleşme sistemleri son yıllarda hızlı bir şekilde gelişmektedir. Mobil cihazlardaki haberleşme sistemlerinin kökeni olan 1G’den, yeni kullanılmaya başlanılan ve gelecekteki yeni nesil haberleşme sistemlerini oluşturan 5G’e geçiş hızlı gerçekleşmiştir. Mobil haberleşme sistemlerinde kullanılacak antenlerin 5G anten parametre kriterlerini sağlamasının yanı sıra mobil cihazlarında gün geçtikçe küçülmesi ile boyutlarının da uyumlu olması gerekmektedir. Mikroşerit antenlerin üretim maliyeti düşüktür, hafif, küçük hacimli ve bulundukları yüzeye kolayca entegre edilebilmektedir. Bu avantajlar ile mobil cihazlarda tercih edilmektedir. Bu tez çalışmasında 28 GHz rezonans frekansında 5G haberleşme sistemleri için gerekli anten parametrelerini karşılayan mikroşerit antenler tasarlanmıştır. Tasarımlar ANSYS HFSS programı ile tasarlanıp simüle edilmiştir. İlk olarak anten formülleri kullanılarak girintili mikroşerit hat beslemeli dikdörtgen mikroşerit anten tasarımı gerçekleştirilmiştir. Bu amacı gerçekleştiren anten Rogers RT Duroid 5880 alttaş malzemesi ile tasarlanmıştır. Dikdörtgen mikroşerit anten tasarımından yola çıkarak farklı geometrik yapılar ile özgün S modelli mikroşerit anten tasarlanmıştır. 13×13×0,508 𝑚𝑚3 boyutundaki antenin S şeklindeki yama kısmına eklenen 0.4 mm genişliğindeki ve 5 mm uzunluğundaki iki kanat şeklindeki iletim hattı ile özgün kanatlı S modelli mikroşerit anten tasarlanarak 28 GHz frekans bandındaki geri dönüş kaybı ve duran dalga oranı iyileştirilmiştir. Anten performansları incelenirken rezonans frekansı, bant genişliği, duran dalga oranı, geri dönüş kaybı ve kazanç dikkate alınmıştır. 28,00 GHz rezonans frekansında 590 MHz bant genişliği,-23 dB geri dönüş kaybı, 1,13 duran dalga oranı ve 9,07 dB kazanç ile istenilen 5G anten parametrelerini karşılamıştır ve bu tasarım mobil haberleşme sistemleri için önerilmektedir.
A comparative 3d finite element computational study of stress distribution and stress transfer in small-diameter conical dental implants
(Univ Osijek, Tech Fac, 2021-12-01) Doğan, Oğuz; Dhanasekaran, Lokesh; Khandaker, Morshed; Kalay, Onur Can; Karaman, Hasan; Karpat, Fatih; KARPAT, FATİH; Doğan, Oguz; DOĞAN, OĞUZ; Yuce, Celalettin; YÜCE, CELALETTİN; Karpat, Esin; KARPAT, ESİN; Dhanasekaran, Lokesh; Khandaker, Morshed; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi.; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Elektrik Elektronik Mühendisliği.; 0000-0001-8643-6910; 0000-0001-8474-7328; 0000-0003-1387-907X; 0000-0001-5985-7402; A-5259-2018; GXH-1702-2022; AAV-7897-2020; R-3733-2017
The implant design is one of the main factors in implant stability because it affects the contact area between the bone and the implant surface and the stressstrain distribution at the bone-implant interface. In this study, the effect of different groove geometries on stress-strain distributions in small-diameter conical implants is investigated using the finite element method (FEM). Four different thread models (rectangular, buttressed, reverse buttressed, and symmetrical profile) are created by changing the groove geometry on the one-piece implants, and the obtained results are compared. The stress shielding effect is investigated through the dimensionless numbers that characterize the load-sharing between the bone-implant. It is determined that the lowest stress distribution is observed with rectangular profiled groove geometry. Besides, it is obtained that the buttressed groove geometry minimizes the stress effects transmitted to the periphery of the implant. The symmetrical profiles had better performance than rectangular profiles in stress transfer.
A deep learning- based method for early crack diagnosis in non-standard spur gear pairs
(Amer Soc Mechanical Engineers, 2023-01-01) Ekwaro-Osire, Stephen; Dirik, Ahmet Emir; DİRİK, AHMET EMİR; Kalay, Onur Can; Karpat, Fatih; KARPAT, FATİH; Karpat, Esin; KARPAT, ESİN; Dirik, Ahmet Emir; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü.; 0000-0001-8643-6910; 0000-0001-8474-7328; 0000-0002-9548-8648; KIK-4851-2024; A-5259-2018
Gears are the key components of modern industry and have been widely employed in the automotive, wind turbine, and aviation fields. From the engineering point of view, an intelligent method that can automatically extract fault features from the vibration signals would be precious since failing in early diagnosis of root cracks may result in a tooth broken rapidly. In this regard, deep learning (DL) is increasingly popular in achieving early fault diagnostics tasks in geared systems with the wide availability of sensors and ever-increasing computation power. With this in mind, the asymmetric tooth concept offers higher load-carrying capacity, long fatigue propagation life, and the ability to lessen vibration and noise than the standard (symmetric) involute profile spur gears. From this standpoint, this study aims to determine the tooth root crack and its degree for both symmetric (20 degrees/20 degrees) and asymmetric (20 degrees/30 degrees) involute spur gears with a DL-based approach using vibration data. To this end, the single tooth stiffness values of the designed gears were obtained with ANSYS software for healthy and cracked gears (50%-100%), and then the time-varying mesh stiffness was calculated. Besides, a six-degree-of-freedom dynamic model was developed by deriving the equations of motion of a one-stage spur gear transmission. The vibration responses were collected for the healthy state, 50%, and 100% crack degrees for symmetric and asymmetric tooth profiles. Three different signalto-noise ratios were considered to complicate the early crack diagnosis task and evaluate its influence on the DL algorithm's classification performance. The obtained findings were then evaluated and interpreted in time and frequency domains. To this end, the Fourier transform was applied to the simulated timesequence acceleration data in the time domain. As a supplementary finding, the present research also benefited from three statistical indicators, namely, (1) root mean square, (2) kurtosis, and (3) crest factor, to investigate whether the configuration of tooth profiles would provide an advantage in detecting tooth- root cracks. The present study also evaluated the influence of residual signals on the proposed DL-based method's classification accuracy and further expanded the scope of research work. The findings indicated that the overall classification accuracy could be improved by 5.1% using asymmetric (20 degrees/30 degrees) gearing.
A one-dimensional convolutional neural network-based method for diagnosis of tooth root cracks in asymmetric spur gear pairs
(Mdpi, 2023-04-01) Kalay, Onur Can; KALAY, ENGİN; Karpat, Esin; DİRİK, AHMET EMİR; Dirik, Ahmet Emir; Karpat, Fatih; 0000-0001-8643-6910; 0000-0001-8474-7328; KIK-4851-2024; A-5259-2018
Gears are fundamental components used to transmit power and motion in modern industry. Their health condition monitoring is crucial to ensure reliable operations, prevent unscheduled shutdowns, and minimize human casualties. From this standpoint, the present study proposed a one-dimensional convolutional neural network (1-D CNN) model to diagnose tooth root cracks for standard and asymmetric involute spur gears. A 6-degrees-of-freedom dynamic model of a one-stage spur gear transmission was established to achieve this end and simulate vibration responses of healthy and cracked (25%-50%-75%-100%) standard (20 degrees/20 degrees) and asymmetric (20 degrees/25 degrees and 20 degrees/30 degrees) spur gear pairs. Three levels of signal-to-noise ratios were added to the vibration data to complicate the early fault diagnosis task. The primary consideration of the present study is to investigate the asymmetric gears' dynamic characteristics and whether tooth asymmetry would yield an advantage in detecting tooth cracks easier to add to the improvements it affords in terms of impact resistance, bending strength, and fatigue life. The findings indicated that the developed 1-D CNN model's classification accuracy could be improved by up to 12.8% by using an asymmetric (20 degrees/30 degrees) tooth profile instead of a standard (20 degrees/20 degrees) design.
Bursa Uludağ Üniversitesi merkez yerleşkesinde farklı frekans bantlarının elektromanyetik alan kirliliğine etkisinin analizi
(Bursa Uludağ Üniversitesi, 2019-07-16) İbrahim, Mustafa Mohamedosman Abbaker; Karpat, Esin; Bursa Uludağ Üniversitesi/Fen Bilimleri Enstitüsü/Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı.
Günümüzde Mobil teknoloji (cep telefonları, dizüstü bilgisayarlar, vb.), hayatımızı kolaylaştırdığı için insan yaşamının önemli bir parçası haline gelmiştir. Bu cihazların sağladığı kolaylık nedeniyle kullanımları hızla yaygınlaşmıştır. Elektromanyetik (EM) dalgalar doğal ışımanın yanında, insan yapımı olan ve hergün artan miktarlarda veri alışverişini radyo dalgaları ile sağlayan yeni teknolojilerden kaynaklı (TV, radyo, kablosuz, internet, hücresel iletişimden) olarak, yayılırlar. Bu da sınırlı bir alanda sonsuz kullanıcıya kapsama alanı sağlamak amacı ile yeni baz istasyonları kurulmasını gerektirmektedir. Standartlara göre elektromanyetik kirlilik oranlarının belirlenebilmesi için elektrik ve manyetik alan ölçümlerinin yapılması büyük önem taşımaktadır. Türkiye'de baz istasyonundan bir telekomünikasyon opretörü için elektrik alan limit değeri 13.5 V/m'dir. Bu çalışmada, Ancak Bursa Uludağ Üniversitesi`nin Merkez Yerleşkesi`nde baz istasyonlarında yapılan EM kirlilik ölçüm ve inceleme çalışması sonucunda; kurulu baz istasyonlarının Türkiye'nin Bilgi Teknolojileri ve İletişim Kurumu (BTK) sorumluluğunda uygulanan Uluslar arası İyonlaştırmayan Radyasyondan korunma komisyonu (ICNIRP) tarafından düzenlenen sınır değerlere uygun çalıştıkları tespit edilmiştir. Ölçüm sonuçları daha yakından incelendiğinde ICNIRP limitlerinden daha düşük seviyelerde olduğu gözlenmiştir.
Bursa Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi binalarında elektromanyetik kirlilik haritasının oluşturulması
(Bursa Uludağ Üniversitesi, 2019-07-04) Çelik, Berkant; Karpat, Esin; Bursa Uludağ Üniversitesi/Fen Bilimleri Enstitüsü/Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı.
Bu tez çalışmasında, Bursa Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi binalarındaki elektromanyetik kirlilik incelenmiş, çalışmalar kapsamına Görükle yerleşkesi içerisindeki diğer fakülte ve bölümlere ait alanlar da dahil edilmiştir. Ortamda belirli sürelerdeki statik ölçüm metoduyla ölçülen elektrik alan değerlerine göre elektromanyetik kirlilik haritası oluşturulmuştur. Yapısal bütünlük sağlanabilmesi için elektromanyetik alan teorisinin temellerine ilişkin bilgilendirme yapılmış ve elektromanyetik alanın canlı sağlığına etkileri açıklanmaya çalışılmıştır. Ölçüm sonuçları grafikler ve tablolar halinde verilerek ulusal ve uluslararası standartlara uygunluğu tartışılmıştır. Elektromanyetik alan etkisinden minimum düzeyde etkilenmek için öneriler sunulmuştur.
CLEAN technique to classify and detect objects in subsurface imaging
(Hindawi, 2012) Karpat, Esin; Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Elektronik Mühendisliği Bölümü.; 0000-0002-2740-8183; AAH-3387-2021; 26428191600
An image domain CLEAN technique, for nondestructive and noncontacting subsurface imaging, is discussed. Recently introduced finite-difference time-domain- (FDTD-) based virtual tool, GrGPR, is used to create imaging scenarios and to generate synthetic scattering data through synthetic aperture (SAR) type scanning. Matlab-based imaging algorithms are used to process recorded FDTD data. The location and the geometry of the targets are obtained by image domain CLEAN technique which is extracting scattering centers from the SAR image. The effectiveness of the algorithm is tested in simulated data.
Dış mekan elektromanyetik maruziyet seviyesinin yapay sinir ağı ve bulanık mantık ile tahmini
(Bursa Uludağ Üniversitesi, 2022) Bakcan, Muhammed Rafet; Karpat, Esin; Bursa Uludağ Üniversitesi/Fen Bilimleri Enstitüsü/Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı.; 0000-0002-2291-2225
Elektromanyetik (EM) kaynakların insan hayatındaki önemi teknolojinin gelişmesiyle birlikte artmaktadır. Elektromanyetik radyasyon çevrede var olan elektronik cihazları ve daha da önemlisi insan sağlığını olumsuz yönde etkileyebilmektedir. Günümüzde bahsedilen sorunları tetikleyebilen yapılardan biri olan baz istasyonu bir bölgedeki insan yoğunluğu ile orantılı olarak radyasyon yaymaktadır. Hastaneler, konser alanları, askeri kışlalar, okullar, alışveriş merkezleri gibi insanların yoğun olarak bulunduğu alanlarda elektromanyetik maruziyet diğer bölgelere göre daha fazladır. EM seviyelerini izin verilen sınırların altında tutmak için bu alanlardaki elektromanyetik radyasyon yoğunluğu hakkında sürekli endişe göstermek önemlidir. Bursa Uludağ Üniversitesi Görükle Yerleşkesi'nde 55000'den fazla öğrenci ve her gün binlerce kişinin ziyaret ettiği bir tıp fakültesi hastanesi bulunmaktadır. Bu nedenle EM düzeyini tespit etmek ve bu değeri ulusal standartların altında tutmak önem arz etmektedir. Bu çalışmada, kampüs genelinde EM seviyelerini incelemek için insan yoğunluğunun çok yüksek olduğu noktalarda elektrik alan şiddetleri statik olarak ölçülmüştür. Elde edilen ölçümler sonucunda yapay sinir ağı ve bulanık mantık yöntemleri ile elektromanyetik alan şiddeti tahmini için modeller geliştirilmiştir. Oluşturulan modeller kullanılarak ölçüm yapılmayan noktalarda elektromanyetik alan seviyesi tahmini yapılmış, ölçüm sonuçlarıyla doğrulanmış ve modellerin performansları karşılaştırılmıştır Ölçüm sonuçları ve tahmin sonuçları, ulusal (BTK) ve uluslararası (ICNIRP) standartların belirlediği sınırlar içinde değerlendirilmiştir. Son olarak, ölçüm tahmin sonuçları, ölçüm noktalarına ve ortalama elektrik alan şiddeti yoğunluğuna göre haritalandırılmıştır.
Fatigue performances of helicopter gears
(Walter De Gruyter Gmbh, 2023-01-27) Doğan, Oğuz; Yılmaz, Tufan Gürkan; YÜCE, CELALETTİN; Kalay, Onur Can; Karpat, Esin; Kopmaz, Osman; KOPMAZ, OSMAN; Karpat, Fatih; KARPAT, FATİH; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Makine Mühendisliği Bölümü.; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü.; 0000-0001-8643-6910; 0000-0003-1387-907X; 0000-0003-4203-8237; 0000-0003-3772-7871; 0000-0001-8474-7328; A-5259-2018; V-6153-2017; R-3733-2017
Gears are widely used machine elements to transmit power and motion in the industry. During the power transmission, the gears are subjected to cyclic loads. Thus the fatigue resistance of the gears should be deeply investigated. In particular, this issue is gaining much more importance in the space and aviation fields. In this study, the fatigue life of gears made of 9310-VIM-VAR steel used in the aviation field was determined experimentally, and the crack propagation paths obtained were numerically verified. To this end, the SAE J1619 standard single-tooth bending fatigue test apparatus was redesigned and manufactured in order to adapt it to the helicopter gears. Totally 28 single-tooth bending fatigue tests were carried out for various loading conditions. Accordingly, the S-N curves for the helicopter gears were created. The experimental results were verified by the finite element fatigue crack propagation analysis in terms of the initial crack location, crack initialization angle, and crack propagation paths. Conducted experiments and numerical studies are found as compatible with each other.
Gömülü ve/veya örtülü nesnelerin algılanmasında yeni yaklaşımlar
(Uludağ Üniversitesi, 2009-06-15) Karpat, Esin; Sevgi, Levent; Uludağ Üniversitesi/Fen Bilimleri Enstitüsü/Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı.
Yüzeyaltı görüntüleme ile algılama, sınıflandırma ve/veya belirleme oldukça ilgi çeken bir konudur. Uygulamalar araç-savar ve insan-savar yer mayınlarının algılanmasından biyolojik dokulardaki urların belirlenmesine kadar çeşitlilik gösterir. Yüzeyaltı görüntülemenin temeli, bir alanın yada nesnenin bir duyar eleman ile (veya bir duyar elemanlar grupları ile) aydınlatılmasına ve ileri ve geri saçılan işaretin işlenmesine dayanır. Görüntüleme bilgisi, ortamın elektromanyetik parametrelerinin (e.g. geçirgenlik) farklılığında saklıdır. Duyar elemanlar EM, akustik, sismik transduserler, kızılötesi kameralar vb. dir. Ancak, halen güvenilir bir tek duyar eleman yada karmaşık sistem bulunmamaktadır. Yüzeyaltı görüntülemenin ilgi çekici konuları, duyar eleman geliştirmek, dalga şekli tasarımı, tarama alternatifleri, anten dizi işleme, yazılım geliştirme (gürültü temizleme, eko azaltma, karmaşa filtreleme, düzgünleştirme, etc. ), görüntüleme ve performans değerlendirme sayılabilir.Yüzeyaltı görüntülemede en güven verici duyar elemanlardan biri yüzeyaltına nüfuz eden radarlardır (GPR). GPR Yer Biliminden arkeolojiye, ilaç sanayinden savunma sanayine, vb. kadar uygulama alanları vardır. GPR en olumsuz performansı iyi iletken ve heterojen ortamlardaki zayıf performansıdır. Diğer dezavantajları maliyet, yazılımı, işlem ve görüntü oluşturmak için belirli bir tecrübe gerektirmesidir.Zaman düzleminde sonlu farklar yöntemi (FDTD) yüzeyaltı görüntüleme ve GPR benzetimlerinde oldukça yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. FDTD yönteminin güzelliği zaman düzleminde iki-ve üç boyutlu (2D/3D) görsel canlandırmasının zaman düzleminde kolay bir şekilde gerçekleştirilebilmesinden kaynaklanmaktadır.Bu alanlardaki sayısal benzetimler, yalnızca fiziksel yapısının anlaşılmasında değil aynı zaman bu alanda araştırma yapılabilmesinde de büyük olanaklar sağlamaktadır.Bu çalışmada, yeni ve güçlü bir, iki boyutlu yüzeyaltı görüntüleme aracı GrGPR tasarlanmış ve bu programdan elde edilen yapay verileri kullanarak görüntü oluşturma amaçlı kullanılan görüntü oluşturma algoritması geliştirilmiştir. GrGPR kullanılarak çeşitli yüzeyaltı görüntüleme algoritmaları modellenebilmekte ve çözümlenebilmektedir. Farklı verici/alıcı anten dizilimlerini gerçekleştirilmek ve senaryo içine çeşitli boyut ve elektriksel özelliklere sahip yüzeyler ve gömülü nesneler yerleştirmek mümkün olmaktadır.Tez çalışması kapsamında farklı boyut ve elektriksel özelliklere sahip yüzeyler ve nesnelerden oluşan senaryolar, farklı anten konfigürasyonları ile test edilmiş ve elde edilen sonuçlar incelenmiştir. Nesne boyutlarının, elektriksel özelliklerinin, anten dizilim ve sayısının etkileri araştırılmıştır.
Measurement and prediction of electromagnetic radiation exposure level in a university
(Univ Osijek, Tech Fac, 2022-02-01) Karpat, Esin; KARPAT, ESİN; Bakcan, M. Rafet; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü.
The importance of electromagnetic (EM) sources in human life has been increasing with the development of technology. EM radiation triggers some problems in our life such as EM interference and human health problems. EM radiation level which is emitted by the base station increases in proportion to the density of population in a region. EM exposure is higher in areas where people are highly concentrated such as hospitals, military barracks, schools, shopping malls, than in any other region. It is important to show sustained concern about the EM radiation intensity in these areas to keep the levels under the permissible limits. In this study, electric field values are measured statically at locations where the population density is too high, to examine the electric field intensity levels throughout the campus. Besides, two different artificial neural models (ANN) are developed to estimate the electric field values of random locations which are specific regions for electromagnetic exposure. Moreover, measurement results and estimated results are evaluated within the limits defined by national (ICTA) and international (ICNIRP) standards. Finally, the EM exposure map is constructed with data that is average electric field intensity versus measurement locations.
Mikrodalga frekansında elektromanyetik soğurucu tasarımı ve optimizasyonu
(Bursa Uludağ Üniversitesi, 2022) Kankılıç, Sueda; Karpat, Esin; Bursa Uludağ Üniversitesi/Fen Bilimleri Enstitüsü/Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı.; 0000-0002-6052-2295
EM soğurucular, günümüz askeri ve sivil endüstrilerinde çok sayıda uygulama alanı bulmaktadır. Belirli bir EM spektrum bandı içinde geniş bir frekans aralığında iyi yutuculuk özellikleri ve ince katman yapısına sahip mikrodalga soğuruculara duyulan ihtiyaç da bununla birlikte artmaktadır. Bu çalışmada, Kel Kartal Arama Optimizasyonu Algoritması kullanılarak çok katmanlı yapılar için EM soğurucu tasarımı gerçekleştirilmiştir. Seçilen frekans aralıklarında farklı geliş açıları ve polarizasyonlar için literatürde yer alan İyileştirilmiş Parçacık Sürü Optimizasyonu, DE, CFO vb. ile karşılaştırmalar yapılmıştır. Farklı malzeme veri setleri kullanılarak çeşitli tasarımlar ile en uygun tasarımın bulunması hedeflenmiştir. Kel Kartal Arama Optimizasyonu ile 19 -37 GHz frekans bandında, çok katmanlı mikrodalga soğurucu için en uygun tasarımların elde edilmesi amaçlanmıştır. Bu optimizasyonların kullanım amacı, önceden tanımlanmış olan bir veri tabanından uygun malzeme katmanlarını seçerek soğurucunun istenen frekans aralığında en düşük maksimum yansıma katsayısına sahip ve en ince kalınlıkta soğurucu tasarımını gerçekleştirmektir. Optimizasyon sonucunda alınan her bir varyasyon için sayısal en iyi sonuçlar sunulmuştur.
Mikroşerit antenlerin tasarım ve performans optimizasyonu
(Bursa Uludağ Üniversitesi, 2019-09-23) İmamoğlu, Fatih; Karpat, Esin; Bursa Uludağ Üniversitesi/Fen Bilimleri Enstitüsü/Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı.; 0000-0002-8720-4166; 0000-0002-2740-8183
Mikroşerit antenler özellikle son yıllarda gezgin haberleşme sistemleri, radar, uçak, füze uydu ve navigasyon alanlarında sıkça kullanılmakta ve yaygınlaşmaktadır. Dikdörtgen H, E şekilli, dairesel vb. farklı geometrik şekilli mikroşerit antenler uygulama amacının gerektirdiği koşullara göre kullanılmaktadır. Kullanım amacına yönelik olarak istenilen performansın elde edilmesine yönelik anten geometrisi, alttaş malzeme tipi, besleme tipi değiştirilerek çok çeşitli uygulamalar elde edilmektedir. Bu tez kapsamında dikdörtgen ve dikdörtgen tabanlı E, H ve diğer tipteki oyuklar içeren mikroşerit antenler üzerinde yapılan çalışmalar incelenmiş, H tipi ve farklı dikdörtgen oyuklu tipler tasarlanıp benzeşime tabi tutulmuştur. Dikdörtgensel oyuklu yapıların rezonans frekansı (fr) ve bant genişliği (BG) üzerindeki azaltıcı etkileri yeni bir geometrik model arayışının girdisi olmuştur. Tasarım ve benzeşimler neticesinde, dikdörtgen yapının üst köşesinde çeyrek dairesel oyukların açıldığı yapıların fr ve BG üzerinde artırıcı etkileri gözlenmiştir. Çok sayıda ve farklı frekanslardaki denemelerde dairesel oyuklu yapının benzer olumlu sonuçlarından faydalanılarak eğri uyumlandırma yöntemiyle 1,5-2,5 GHz aralığında geçerli olacak oyuk yarıçapı (r) ve alttaş kalınlığı (h)’ın girdi, fr’nin çıktı olduğu bir denklem modeli elde edilmiştir. 1,57 GHz civarındaki sonuçlar neticesinde otomotivde kullanılan GPS antenlerinde uygulanabilecek bir tasarım da elde edilmiştir. Tüm bu çalışmalar esnasında, literatür denklemlerinin kısmen yetersiz kaldığı durumlarda tasarıma yardımcı olacak deneysel tespitlere dayanan bulgular da elde edilmiştir.
Optimization and comparative analysis of quarter-circular slotted microstrip patch antenna using particle swarm and fruit fly algorithms
(Zarka Private Univ, 2023-07-01) Karpat, Esin; İmamoğlu, Fatih; KARPAT, ESİN; İmamoğlu, Fatih; Bursa Uludağ Üniversitesi/Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü; 0000-0002-2740-8183; AAH-3387-2021; JGK-2973-2023
This paper proposes a parametric study of modified rectangular microstrip antenna in the frequency range between 1.4-2.65 GHz for wireless communication applications, incorporating with optimization methods Particle Swarm Optimization (PSO) and Fruit Fly Optimization (FOA). To design an antenna using optimization methods a fitness function of required parameters is needed. The resonance frequency of Microstrip Patch Antennas (MPAs) depends on various parameters and a standard frequency function does not exist for MPAs. In this study, a rectangular patch antenna is designed for the required resonance frequency and modified with circular quarter slots. The frequency-shift with the change of design variables, which are the substrate thickness and the radius of the slots, is observed. The resonance frequency is obtained as a function of the design variables and it is used in the optimization process to minimize the difference between the target frequency and the calculated one. The original algorithms FOA and PSO have been adapted for its application to a modified rectangular patch antenna design problem: resonance frequency and design of antenna. The design parameter values obtained via optimization and the performances of the optimization methods are presented. The results showed that both PSO and FOA find the dimensions correctly. It is also observed that the sensitivity of the FOA increases with the fruit fly population and the convergence gets faster. The outcomes of this paper show that the PSO algorithm gives better results when compared to the FOA for the proposed antenna.
Optimization of multilayer absorbers using the bald eagle optimization algorithm
(MDPI, 2023-09-01) Kankılıç, Sueda; Karpat, Esin; KANKILIÇ, SUEDA; KARPAT, ESİN; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü; 0000-0002-2740-8183; AAH-3387-2021; JIL-2783-2023
Electromagnetic (EM) absorbers have several uses in today's military and civilian industries, and there is a growing demand for microwave absorbers with good absorption characteristics and thin layer structures over a broad frequency range (FR) within a specific EM spectrum band. This study aimed to find the most suitable design using different material sets, using the recently introduced Bald Eagle Search Optimization Algorithm (BESOA) to design a multilayer EM absorber for the required FR. An FR of 1 to 20 GHz was considered, and the multilayer absorbers were designed for 2-8 GHz, 12-18 GHz, 2-18 GHz, and 1-20 GHz FRs. For various incidence angles between 30 & DEG; and 75 & DEG; and polarizations (TE and TM) in chosen FRs, comparisons were made with the Improved Particle Swarm Optimization (PSO), Differential Evolution (DE), Central Force Optimization (CFO), Lightning Search Algorithm (LSA), Double Stage Ant Bee Colony (DS-ABC) and other optimization algorithms found in the literature. The optimization algorithms that were used to design MMAs in the literature aim to construct the absorber with the lowest maximum reflection coefficient (RC) in the given FR and the thinnest thickness by selecting suitable material layers from a predefined database. The numerical and visual comparisons show that the obtained designs have the lowest maximum RC with the thinnest overall thickness compared to those in the literature. Numerical best results are presented for each variation obtained as a result of the optimization.
Subsurface imaging analysis for multiple objects
(IEEE, 2013) AlDabass, D.; Uthayopas, P.; Sanguanpong, S.; Niramitranon, J.; Karpat, Esin; Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Elektrik Mühendisliği Bölümü.; 0000-0002-2740-8183; AAH-3387-2021; 26428191600
Subsurface imaging is one of the challenging complex electromagnetic problems which requires a reliably sensor and effective signal processing algorithms. Problems vary from medical diagnosis (e. g., tumor detection) to the location of buried land mines, underground explosives, hidden headquarters, etc. Current investigations have focused on better antenna system design, signal waveform exploration, sensor integration, and intelligent signal processing methods. Numerical simulations in these areas offer great possibilities not only in understanding physical background of the problem at hand, but also in doing research in these challenging areas. We have developed a two-dimensional virtual tool (a simulation package) based on the well-known finite-difference time-domain (FDTD) method that can be used in simulations of variety of subsurface problems. In this presentation, the virtual tool will be used to generate synthetic data for the direct problem. Various ultrawide band (UWB) antenna array configurations with different time-domain signal waveforms will be reviewed. Finally, Subsurface Imaging (SSI) capabilities will be summarized as an inverse problem.
Subsurface imaging, FDTD-based simulations and alternative scan/processing approaches
(Wiley, 2009-04) Sevgi, Levent; Çakır, Mustafa; Karpat, Esin; Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Elektrik Mühendisliği Bölümü.; 0000-0002-2740-8183; AAH-3387-2021; 26428191600
Nondestructive and noncontacting subsurface imaging is discussed. A finite-difference time-domain (FDTD) based virtual tool is developed to create various imaging scenarios and to generate synthetic scattering data. Matlab-based imaging algorithms are developed to process recorded FDTD data and to reconstruct objects. Different contour synthetic aperture type scanning configurations and reconstruction techniques are applied and their effects oil imaging are reviewed.
A virtual tool for wear simulation of plastic gear pairs
(Amer Soc Mechanical Engineers, 2014) Ekwaro-Osire, S.; Karpat, Fatih; Yüce, Celalettin; Karpat, Esin; Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Makine Mühendisliği Bölümü.; Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü.; 0000-0002-2740-8183; 0000-0001-8474-7328; 0000-0003-1387-907X; AAH-3387-2021; A-5259-2018; R-3733-2017; 24366799400; 56237466100; 26428191600
Currently plastic gears are widely used in industry, and not only for lightly loaded applications like household appliances, tools, and toys, but also in the more demanding areas of machinery in automotive applications. However there is a need to investigate important properties such as load capacity, endurance, cost, life, stiffness and wear. Tooth wear is one of the major failure modes in plastic gears just like with steel gears. This paper focuses on the simulation of wear for standard and non-standard gears using an analytical approach. A numerical model for wear prediction of gear pairs is developed. A wear model based on Archard's equation is employed to predict wear depth. The variation of the contact load generated by the cumulative tooth profile wear is simulated and examined. A MATLAB-based virtual tool is developed to analyze wear behavior of standard and non-standard spur gears depending on various gear parameters. In this paper, this virtual tool is introduced with numerical examples.
A virtual tool for wear simulation of standard and non-standard spur gears
(Amer Soc Mechanical Engineers, 2013-11) Osire, Ekwaro S.; Karpat, Fatih; Karpat, Esin; Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Makine Mühendisliği Bölümü.; Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü.; 0000-0001-8474-7328; 0000-0002-2740-8183; A-5259-2018; AAH-3387-2021; 24366799400; 56237466100; 26428191600
There is an industrial demand for the increased performance of mechanical power transmission devices. This need in high performance is driven by high load capacity, high endurance, low cost, long life, and high speed. New designs and modifications in gears have been investigated to obtain high load carrying capacity and increased life with less volume and weight. Tooth wear is one of the major failure modes in gears. Although there are different classifications of wear mechanisms, wear on gears can be simply classified as mild wear, pitting, and severe wear, depending on the wear rate. These types of wear may lead to power transmission losses, decreased efficiency, increased vibration and noise, and gear tooth failure. This paper deals with the simulation of wear for standard and non-standard gears using an analytical approach. A numerical model for wear prediction of gear pair is developed. A wear model based on Archard's equation is employed to predict wear depth. A MATLAB-based virtual tool is developed to analyze wear behavior of standard and nonstandard spur gears with various gear parameters. In this paper, this virtual tool is introduced by using many numerical examples.
Yüzeyaltı görüntüleme senaryoları için geliştirilen iki boyutlu (2B) FDTD tabanlı bir simülasyon programı
(Uludağ Üniversitesi, 2011-10-05) Sevgi, Levent; Karpat, Esin; Uludağ Üniversitesi/Mühendislik-Mimarlık Fakültesi/Elektronik Mühendisliği Bölümü.
İki boyutlu (2B) FDTD-tabanlı yüzeyaltı görüntüleme simülasyon programı tanıtılmaktadır. Yere Nüfuz Eden Radar (YNER) ismi verilen bu paket çeşitli yüzeyaltı senaryoları için yapay veri oluşturmak amacı ile kullanılabilmektedir. Görsel ağırlıklı özelliklere sahip YNER simülasyon paketinden hem eğitim hem de araştırma amaçlı olarak yararlanılabilmektedir. Farklı verici/alıcı anten konfigürasyonları/konumları, işaret dalga şekilleri, tarama alternatifleri v.b. incelenebilmektedir. İşaret ve/veya görüntü işleme grupları farklı görüntüleme algoritmalarını YNER aracılığı ile oluşturulan saçılan veriler üzerinde test edebilir ve performans analizleri yapabilirler.