37 results
Search Results
Now showing 1 - 10 of 37
Article W-Band RCS Prediction of Small Objects: Comparing Two Widely Used Methods with Experimental Validation(Gazi University, 2025) Kara, Ali; Aydın, Elif; Yardım, Funda Ergün; Sezgin, Deniz; Ergun Yardim, FundaThis paper compares the accuracy of Shooting and Bouncing Rays and Electric Field Integral Equation methods for Radar Cross Section prediction of small objects at 77-81 GHz band. Existing studies on RCS prediction methods often lack comprehensive comparisons between computational and experimental results, particularly for small objects measured with a 77 GHz radar. This study addresses this gap by presenting an in-depth analysis of both simulation and measurement data. In this work, three targets with varying geometries and materials were measured with a frequency modulated continuous wave radar and simulated using Ansys HFSS and CST Studio Suite. The measurements were performed with a commercial off-the-shelf (COTS) frequency modulated continuous wave radar operating at 77–81 GHz. This study aims to emphasize the importance of considering both efficiency and accuracy when opting for an RCS prediction method. Overall, the outcomes of both methods have largely demonstrated good alignment. It has been noted that, while Shooting and Bouncing Rays method offers promising time-saving advantages, Electric Field Integral Equation method remains a valuable tool for complex geometries where precise results are crucial.Article Citation - WoS: 4Citation - Scopus: 5Modeling and Measurement of Human Body Blockage Loss at 28 Ghz(Taylor & Francis Ltd, 2023) Benzaghta, Mohamed; Gokdogan, Bengisu Yalcinkaya; Coruk, Remziye Busra; Kara, AliMillimeter-wave (mm-Wave) spectrum is an essential enabler to the fifth generation (5G) wireless technology. Humans are one of the most noticeable blockers that cause temporal variation in indoor radio channels. This paper presents human blockage measurements at 28 GHz, with several humans of different sizes. The effect of the crossing orientations of the human bodies is investigated for three different transmitter heights. A human blockage model based on the Fresnel diffraction scheme is shown to be applicable in estimating the human blockage loss in indoor radio links considering various body sizes, different crossing orientations, and different transmitter heights. The findings reported in this paper could help improve indoor radio channel models at 28 GHz bands for 5G technologies considering the presence of human body blockages.Doctoral Thesis mmDalga Radar Kullanarak Drone Sürülerinin İSAR Görüntülenmesi(2025) Çoruk, Remziye Büşra; Aydın, Elif; Kara, AliTeknolojide drone ve drone sürülerinin kullanımının artmasıyla birlikte, anti-drone teknolojilerinin kullanımı önemli ölçüde artmıştır. Ancak, sınırlı görüş alanına sahip senaryolarda drone ve drone sürülerinin tespiti literatürde kalıcı bir zorluk olmaya devam etmektedir. Bu tez, milimetre dalga (mmWave) frekans bantlarında yeniden oluşturulan drone sürülerinin Ters Sentetik Açıklıklı Radar (ISAR) görüntülerinin, oluşumlarına, boyutlarına ve yük yapılandırmalarına göre sınıflandırılmasına odaklanmaktadır. Drone sürülerinin ISAR görüntüleri, ANSYS Yüksek Frekanslı Yapısal Simülatör (HFSS) elektromanyetik simülasyon yazılımı kullanılarak üretilmiştir. Sürü yapıları, quadcopter dronlar kullanılarak modellenmiş ve oluşum tipleri, çizgi, çarpı, kare ve üçgen gibi temel geometrik şekillerle tasarlanmıştır. Sürülerdeki dronlar, orta, küçük ve mini olmak üzere üç boyutta kategorize edilmiştir. Ek olarak, yük dronları sürü yapılandırmalarına dahil edilmiştir. Yüksek çözünürlüklü ISAR görüntüleri elde etmek için radar ve simülasyon parametreleri optimize edilmiştir. Veri setini genişletmek için, ISAR görüntüleri çeşitli bakış açılarında (0° ila 350° arasında 10° artışlarla) oluşturulmuştur. ISAR görüntüleri kullanılarak sürü oluşumu tiplerinin belirlenmesi, görüntü tanıma aşamasında bir Evrişimsel Sinir Ağı (CNN) aracılığıyla gerçekleştirildi. Bunu takiben, nesne algılama aşamasında Sadece Bir Kez Bak (YOLO) algoritması kullanılarak drone boyutu ve yük tespiti gerçekleştirildi. Bu tezde elde edilen sonuçlar oldukça ümit vericidir. Genişletilmiş bir veri seti ve tespit algoritması sunarak, bu çalışma literatüre önemli katkıda bulunmaktadır.Master Thesis 77 Ghz Radar Sistemleri için Mikroşerit Anten Tasarımı ve Analizi(2023) Yılmaz, Selen; Dalveren, Yaser; Kara, AliBu tez, 77 GHz otomobil radarı için seri beslemeli mikroşerit yama dizi antenin tasarımı ve operasyonel davranışına yönelik kapsamlı araştırmasını takdim etmektedir. Öncelikli olarak, mikroşerit anten, yama dizi anten, frekans taramalı dizi anten ve Chebyshev dizi anten teorisi hakkında teorik altyapı bilgisi temin edilmiştir. Antenleri tasarlamak ve boyutlarını hassas bir şekilde ayarlamak için sonlu eleman metoduna dayalı tam dalga simülasyon aracı kullanılmıştır. İlk aşamada, 76.5 GHz rezonans frekansında çalışan seri beslemeli doğrusal Chebyshev dizi anten bir verici kanalını temsil etmesi üzerine tasarlanmıştır. Kazancı geliştirmek için toprak-sinyal-toprak geçiş yapısında kullanılmak üzere kısa devre pinlerinden yararlanılmıştır. Pinsiz ve pinli tasarımların bant genişliği ve kazanç bakımından karşılaştırmalı analizi yapılmıştır. Son aşamada, 76.5 GHz doğrusal dizi yama anten 79 GHz doğrusal dizi yama antene GSG geçiş yapısı boyutları optimize edilerek ve her bitişik iki yama elemanı arasındaki aralıklandırma ve yama elemanı uzunlukları ölçeklenerek dönüştürülmüştür. Ölçeklendirme yönteminin etkisini değerlendirebilmek adına bu aşamada iki tasarım sunulmuştur. Bu iki dizi yama anten tasarımının operasyonel özelliklerinin ana kulak yönlendirilme açısı, empedans bant genişliği, total kazanç ve yan kulak baskılanması bakımından karşılaştırmalı analizi yapılmıştır.Master Thesis 77-ghz Otomotiv Radarı ile Çeşitli Nesnelerin Radar Kesit Alanı Ölçümü ve Radar Kesit Alanı Simülasyon Araçlarının Değerlendirilmesi(2022) Sezgin, Deniz; Aydın, Elif; Kara, AliBu tezde, RCS tahmini için en yaygın olarak kullanılan 2 adet elektromanyetik hesaplama yöntemi açıklanmakta ve karşılaştırılmaktadır. Bu karşılaştırmada yer alan yöntemler, yüzey integral denklemlerinin MoM çözümlemesi ile birlikte EFIE ve hibrit bir metod olup PO ve GO birleşimi ile ortaya çıkan SBR yöntemleridir. Öncelikle klasik elektromanyetik teorisi ve RCS hakkında temel bilgiler ve aralarındaki bağlantı sunulmuştur. Daha sonra, bahsedilen karşılaştırmanın teorik bilgi içermesi sebebi ile SBR ve IE yöntemleri için teorik kavramlar da sunulmaktadır. Bu yöntemlerin deneysel sonuçlar yoluyla da birbirleriyle karşılaştırılabilmesi için yapılan ölçümlerde üç hedef cisim kullanılmıştır. Ölçümler bir 77-81 GHz COTS FMCW radar sistemi ile gerçekleştirilmiştir. Ölçümler doğrultusunda, iki farklı ticari araç kullanılarak hem SBR hem de EFIE yöntemleri ile 77 GHz'de simülasyonlar yapılmıştır. Ölçüm ve simülasyon sonuçları arasında iyi bir uyum gözlemlenmekle beraber çeşitli şartlara bağlı olarak her iki yöntemin de kendilerine göre avantajları olduğu görülmektedir.Article Citation - WoS: 5Citation - Scopus: 7On the Classification of Modulation Schemes Using Higher Order Statistics and Support Vector Machines(Springer, 2022) Coruk, Remziye Busra; Gokdogan, Bengisu Yalcinkaya; Benzaghta, Mohamed; Kara, AliThe recognition of modulation schemes in military and civilian applications is a major task for intelligent receiving systems. Various Automatic Modulation Classification (AMC) algorithms have been developed for this purpose in the literature. However, classification with low computational complexity as well as reasonable processing time is still a challenge. In this paper, a feature-based approach along with various classifiers is employed based on statistical features as well as higher-order moments and cumulants. An over-the-air (OTA) recorded dataset consisting of four analog and ten digital modulation schemes are used for testing the proposed method at 0-20 dB SNR. The overall accuracy for quadratic Support Vector Machine (SVM) is found to be as high as 98% at 10 dB. The comparison of the results with other AMC papers published in the literature indicates that the proposed method present higher accuracy, especially for realistic channel induced OTA dataset.Article Citation - WoS: 14Citation - Scopus: 16Reliability of Linear Wsns: a Complementary Overview and Analysis of Impact of Cascaded Failures on Network Lifetime(Elsevier, 2022) Carsancakli, Muhammed Fatih; Imran, Md Abdullah Al; Yildiz, Huseyin Ugur; Kara, Ali; Tavli, Bulent; Al Imran, Md AbdullahLinear Wireless Sensor Networks (LWSNs) are used in applications where deployment scenarios necessitate sensor nodes to be placed over a line topology. However, such a deployment raises reliability concerns because almost all the nodes in the network are critical with respect to the survivability of the LWSN. It is possible that an LWSN can stay connected even if a subset of the nodes are eliminated, yet, the potential reduction in Network Lifetime (NL) due to such an occurrence can be significant. In this study, after presenting a concise survey of the literature on LWSN reliability, we present an elaborate optimization framework to model the operation of an LWSN, which is built upon a comprehensive system model. Our framework encompasses three transmission power and packet size assignment strategies, which are instrumental in characterizing LWSN behavior. Furthermore, we utilized two-node failure models (i.e., random and coordinated) to assess the vulnerability of LWSNs from multiple perspectives. The results of this study reveal that the impact of coordinated node failures on NL is more severe than the impact of random node failures to such extent that in strongly connected LWSNs, the percentage decrease in NL due to coordinated node failures can be more than a magnitude higher than the NL decrease due to random node failures.Article ISAR Imaging of Drone Swarms at 77 GHz(Tubitak Scientific & Technological Research Council Turkey, 2025) Coruk, Remziye Busra; Kara, Ali; Aydin, ElifThe proliferation of easily available, internet-purchased drones, coupled with the emergence of coordinated drone swarms, poses a significant security threat for airspace. Detecting these swarms is crucial to prevent potential accidents, criminal misuse, and airspace disruptions. This paper proposes a novel inverse synthetic aperture radar (ISAR) imaging technique for high-resolution reconstruction of drone swarms at 77 GHz millimeter wave (mmWave) frequency, offering a valuable tool for military and defense antidrone systems. The key parameters affecting down-range and cross-range resolution (0.05 m), ultimately enabling the generation of detailed ISAR images are discussed. Here, we create diverse scenarios encompassing various swarm formations, sizes, and payload configurations by employing ANSYS simulations. To enhance image quality, different window functions are evaluated, and the Hamming window is selected due to its highest peak signal-to-noise ratio (PSNR) (16.3645) and structural similarity (SSIM) (0.9067) values, ensuring superior noise reduction and structural preservation. The results demonstrate that the effectiveness of high-resolution ISAR imaging in accurately detecting and characterizing drone swarms pave the way for enhanced airspace security measures.Article Citation - WoS: 17Citation - Scopus: 32Deep Learning-Based Vehicle Classification for Low Quality Images(Mdpi, 2022) Tas, Sumeyra; Sari, Ozgen; Dalveren, Yaser; Pazar, Senol; Kara, Ali; Derawi, MohammadThis study proposes a simple convolutional neural network (CNN)-based model for vehicle classification in low resolution surveillance images collected by a standard security camera installed distant from a traffic scene. In order to evaluate its effectiveness, the proposed model is tested on a new dataset containing tiny (100 x 100 pixels) and low resolution (96 dpi) vehicle images. The proposed model is then compared with well-known VGG16-based CNN models in terms of accuracy and complexity. Results indicate that although the well-known models provide higher accuracy, the proposed method offers an acceptable accuracy (92.9%) as well as a simple and lightweight solution for vehicle classification in low quality images. Thus, it is believed that this study might provide useful perception and understanding for further research on the use of standard low-cost cameras to enhance the ability of the intelligent systems such as intelligent transportation system applications.Doctoral Thesis Yerdurağan Yörüngeli ve Yerdurağan Yörüngeli Olmayan Uydu Ağlarının Birlikte Varlığı için Uygun Dışlama Bölgesi Tahmini(2022) Öztürk, Faik; Aydın, Elif; Kara, AliBu tezde, ekvator bölgesinde tipik bir Alçak Yörünge takımuydusu (AYT)'ndan Yerdurağan Yörünge (YDY) uydularının yer istasyonlarına yönelik, uyduların bir arada çalışması sebebiyle ortaya çıkabilecek enterferans, dışlama bölgesi daraltılarak analiz edilmektedir. Bu amaçla, Genetik Algoritma (GA) kullanılarak, AYT haberleşme linkinin dışlama açı minimizasyonu ve bant genişliği kullanımına dayalı baskın olmayan çözüm seti elde edilmesi için çok amaçlı bir optimizasyon problemi (ÇOP) tanımlanmıştır. 100 Mbps ve 200 Mbps veri hızlarında, başlangıç noktasına kıyasla dışlama açısının sırasıyla % 21.3 ve % 19.6'ya kadar azaltılabileceği gösterilmiştir. AYT iletişim sistemi için önerilen optimum operasyonel link parametre ayarlaması için sonuçlar incelendiğinde, YDY uydu sistemine yönelik enterferans riski en aza indirilmekte ve yeterli servis kalitesi temin edilmektedir. Bu çalışmada ayrıca bir arada var olan Yerdurağan Olmayan Yörünge (YDOY) ve YDY sistemleri için enterferans azaltma yöntemlerinin analizi ve karşılaştırmalı değerlendirmesi tartışılmaktadır. Bunun için, Uzaysal Izolasyon (UI), Güç Kontrolü (GK) ve Uzaysal Izolasyon Tabanlı Link Uyarlaması (UITLU) metodolojilerinin niceliksel performans değerlendirmesi yapılmıştır. UI ve GK teknikleri ile karşılaştırıldığında, UITLU tekniğinin dışlama açısı metodolojisini daha etkin bir şekilde kullandığı gösterilmektedir. Çeşitli operasyonel koşullarda, GK yöntemi ve UITLU yöntemi birlikte uygulandığında ise, Dışlama Açısı (DA), 100 Mbps veri hızı için % 8'e, 200 Mbps veri hızı için % 8.5'e kadar düşürülebilmektedir. Bu çalışmada sunulan performans değerlendirmesi, uydu operatörüne veya karar vericiye, farklı yörünge uydularının bir arada operasyonu sebebiyle ortaya çıkabilecek enterferansın önlenmesi için uygulanacak enterferans önleme stratejisini belirlemede yardımcı olmaktadır.
