Browsing by Author "Baykal, Yahya Kemal"

Now showing 1 - 20 of 26

Aperture Averaging of Focused Multi-Gaussian Beams
(Electromagnetics Acad, 2013) Baykal, Yahya Kemal; Kamacioglu, Callan; Baykal, Yahya; Yazgan, Erdem; 7812; Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06.03. Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06. Mühendislik Fakültesi; 01. Çankaya Üniversitesi
We investigate the behavior of the power fluctuations of the focused annular and flat-topped beams when a realistic receiver possessing a finite sized aperture is employed in turbulent atmospheric optics links. Employing our previously derived formulation for the power scintillation index, the variations of the power scintillations and the receiver aperture averaging factor of the focused annular and flat-topped beams are scrutinized. Receiver aperture averaging factor is deduced from the ratio of power scintillation index detected by a finite sized aperture to that obtained by a point aperture. Influence of the receiver aperture radius, the propagation length, the structure constant, the inner and the outer beam sizes for an annular type incidence, flatness parameter for a flat-topped incidence and the focusing parameter for the multi-Gaussian beam in general, on the power scintillation and the receiver aperture averaging factor are studied. It is found that for the focused multi-Gaussian beams, the effect of the receiver aperture averaging factor increases as the aperture radius increases for larger link lengths. Additionally, for the annular incidences in turbulence, the effect of the receiver aperture averaging factor is stronger for larger inner beam source sizes. At a fixed receiver aperture radius, receiver aperture averaging becomes more effective when the structure constant becomes larger. When focused multi-Gaussian beams are compared to their collimated counterparts, it is seen that the receiver aperture averaging is more beneficial for the focused annular and focused flat-topped beams. At large link lengths, increase in the receiver aperture radius decreases the power scintillations.
Beam wander of J (0)- and I (0)-Bessel Gaussian beams propagating in turbulent atmosphere
(2010) Çil, Celal Zaim; Eyyüboğlu, Halil Tanyer; Baykal, Yahya Kemal; Korotkova, O.; Cai, Y.; 7812; 06.02. Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği; 06.03. Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06. Mühendislik Fakültesi; 01. Çankaya Üniversitesi
Root mean square (rms) beam wander of J (0)-Bessel Gaussian and I (0)-Bessel Gaussian beams, normalized by the rms beam wander of the fundamental Gaussian beam, is evaluated in atmospheric turbulence. Our formulation is based on the first and the second statistical moments obtained from the Rytov series. It is found that after propagating in atmospheric turbulence, the collimated J (0)-Bessel Gaussian and the I (0)-Bessel Gaussian beams have smaller rms beam wander than that of the Gaussian beam, regardless of the choice of Bessel width parameter. However, the extent of such an advantage depends on the chosen width parameter, Gaussian source size, propagation distance and the wavelength. Focusing at finite distances of the considered beams causes the rms beam wander to decrease sharply at the propagation distances equal to the focusing parameter.
Citation - WoS: 2
Bit Error Rates for Focused General-Type Beams
(Electromagnetics Acad, 2009) Arpali, Serap; Arpali, Serap Altay; Baykal, Yahya Kemal; Baykal, Yahya; 51304; 7812; Elektrik-Elektronik Mühendisliği; Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği; 06.03. Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06.02. Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği; 06. Mühendislik Fakültesi; 01. Çankaya Üniversitesi
Using the scintillation index of general beam formulation, bit error rate (BER) is investigated for focused Gaussian, cos-Gaussian, cosh-Gaussian and annular beams in weak atmospheric turbulence. We have employed our previously derived formulation of the scintillation index of these beams by Rytov method. Rytov method scintillation theory is known to yield accurate results for focused beams on horizontal paths under certain regions. Therefore we find the scintillation indices of the mentioned beams for the valid region. Using the log-normal distributed intensity, BER values versus signal-to-noise ratio (SNR) are calculated for Gaussian, cos-Gaussian, cosh-Gaussian and annular beams. In our study, the focal lengths (radius of curvature) of all the mentioned focused beams are equal to the propagation distance. The improvement of BER is observed for variations of propagation length, source size and wavelength of operation. Based on these parameters, BER values of Gaussian, cos-Gaussian, cosh-Gaussian and annular beams are compared. BER values we found for the focused Gaussian, cos-Gaussian, cosh-Gaussian and annular beams decrease with increasing source sizes. Likewise, BER values of focused Gaussian, cos-Gaussian, cosh-Gaussian and annular beams decrease with increasing wavelength. The focused annular beam attains the lowest BER value for small source sizes and long propagation distances. Moreover, BER for focused beams is compared with their collimated counterparts. We observe that focused beams have lower BER values than the collimated beams on horizontal paths. Our formulation can easily be extended to cover corresponding higher order beams, however in this paper we concentrate mainly on the zero order beams.
Cosh-Gaussian Işınlarını Kullanan Uydu Optik Bağlantılarının Performansı
(2025) Esen, Ömer Berkay; Baykal, Yahya Kemal; 06.03. Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06. Mühendislik Fakültesi; 01. Çankaya Üniversitesi
Bu tez, cosh-Gauss ışınlarını kullanan uydu optik iletişim bağlantılarının performansını inceleyerek, yüksek hızlı veri iletiminin verimliliğini ve güvenilirliğini artırmaya yönelik yenilikçi bir yaklaşım sunmaktadır. Cosh-Gauss ışınları, kendine özgü düzgün olmayan yoğunluk dağılımları sayesinde diğer ışın profillerinden ayrılmaktadır. Bu özellik, atmosferik türbülansa karşı dayanıklılığı artırır ve serbest uzay optik kanallarında enerjinin üstün bir şekilde odaklanmasını sağlayarak geleneksel Gauss ışınlarını geride bırakır. Çalışmada, cosh-Gauss ışınlarının türbülanslı atmosferik koşullardaki yayılım özelliklerini incelemek için ayrıntılı bir teorik model geliştirilmiştir. Bit hata oranı (BER) performans göstergesi farklı yapılandırmalar altında değerlendirilmiştir. Geleneksel Gauss ışınlarıyla yapılan karşılaştırmalar, cosh-Gauss ışınlarının sinyal bütünlüğünü koruma ve türbülans etkilerini azaltma konusundaki üstünlüklerini göstermektedir. Simülasyonlar ile doğrulanan bulgular, cosh-Gauss ışınlarının uydu optik bağlantılarının performansını iyileştirmek ve optik iletişim teknolojilerini ilerletmek için önemli bir potansiyele sahip olduğunu ortaya koymaktadır.
Citation - WoS: 2
Diffraction Properties of Partially Coherent Elegant High-Order Beam
(Electromagnetics Acad, 2010) Eyyuboğlu, Halil Tanyer; Wang, Fei; Baykal, Yahya Kemal; Cai, Yangjian; Eyyuboglu, Halil T.; Baykal, Yahya; 7688; 7812; Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği; Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06.02. Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği; 06.03. Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06. Mühendislik Fakültesi; 01. Çankaya Üniversitesi
The diffraction properties of a partially coherent elegant higher-order beam in free space are investigated in detail. It is found that the diffraction properties of a partially coherent elegant higher-order beam upon propagation are closely related to its initial coherence. A partially coherent elegant higher-order beam spreads more slowly than a partially coherent standard higher-order beam, which has potential application in free-space optical communications.
Effects of Focusing on Scintillations of Higher Order Laser Modes in Non-Kolmogorov Turbulence
(Electromagnetics Acad, 2014) Baykal, Yahya Kemal; Baykal, Yahya; Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06.03. Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06. Mühendislik Fakültesi; 01. Çankaya Üniversitesi
The scintillation index of focused higher order laser beam propagating in non-Kolmogorov atmospheric turbulence is formulated by employing the Rytov method and the equivalence of the structure constant. Our evaluations are performed for even modes. The equivalence formula for the structure constant is extracted from our earlier work in which the equivalence is obtained by equating the scintillation indices found in the Kolmogorov and the non-Kolmogorov turbulence. If not specified otherwise, the focused beam is defined when the focal length is equal to the link length. For the focused higher order laser beams, as the power law exponent of the non-Kolmogorov spectrum decreases, the scintillations decrease. At any power law exponent, the scintillations tend to become larger when the mode order of the focused beam becomes larger, i.e., the focused Gaussian beam is advantageous over the focused higher order laser beams for any realization of the non-Kolmogorov turbulence. Again being valid for any power law exponent, increase in the source size is found to decrease the intensity fluctuations of all the focused higher order mode scintillations. Especially for the larger order beams, focusing the higher order beam at a distance smaller than the link length results in a change in the behaviour of the scintillation index versus the power law exponent. In such cases, the scintillations are observed to increase. Comparison of the focused higher order beam scintillations with the previously obtained collimated higher order beam scintillations yields that the focused higher order beam scintillations are lower. Collimated higher order beams exhibit lower scintillations than the collimated Gaussian beams whereas this is reversed in the focused case. Another observation in such comparison shows that the difference of the intensity fluctuations between the Gaussian and the higher order beams are much larger in the focused case, especially at larger power law exponent values.
Effects of Type of Incidence on the Second and Fourth Order Moment Parameters Evaluated in Turbulent Atmosphere
(2010) Baykal, Y.; Baykal, Yahya Kemal; 7812; Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06.03. Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06. Mühendislik Fakültesi; 01. Çankaya Üniversitesi
Using a general type incidence, the second and fourth order moments are formulated in atmospheric turbulence. Received field and intensity correlations are evaluated and the behaviour of these correlations are compared for different beam types. © 2010 OSA/FiO/LS.
Citation - WoS: 136
Citation - Scopus: 135
Flat Topped Beams and Their Characteristics in Turbulent Media
(Optical Soc Amer, 2006) Eyyuboglu, Halil Tanyer; Arpali, Caglar; Baykal, Yahya Kemal; 7688; 7812; 06.02. Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği; 06.08. Mekatronik Mühendisliği; 06.03. Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06. Mühendislik Fakültesi; 01. Çankaya Üniversitesi
The source and receiver plane characteristics of flat topped ( FT) beam propagating in turbulent atmosphere are investigated. To this end, source size, beam power and M(2) factor of source plane FT beam are derived. For a turbulent propagation medium, via Huygens Fresnel diffraction integral, the receiver plane intensity is found. Power captured within an area on the receiver plane is calculated. Kurtosis parameter and beam size variation along the propagation axis are formulated. Graphical outputs are provided displaying the variations of the derived source and receiver plane parameters against the order of flatness and propagation length. Analogous to free space behavior, when propagating in turbulence, the FT beam first will form a circular ring in the center. As the propagation length increases, the circumference of this ring will become narrower, giving rise to a downward peak emerging from the center of the beam, eventually turning the intensity profile into a pure Gaussian shape. (c) 2006 Optical Society of America.
Citation - WoS: 2
Flat-Topped Field Correlations in Extremely Strong Turbulence
(Electromagnetics Acad, 2011) Baykal, Yahya Kemal; Baykal, Yahya; 7812; Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06.03. Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06. Mühendislik Fakültesi; 01. Çankaya Üniversitesi
In extremely strong turbulent horizontal atmospheric optical links, field correlations of flat-topped Gaussian incidence are evaluated. Field correlations are represented versus the diagonal distance at the receiver plane, for variations in the number of beams forming the flat-topped structure, receiver points, source sizes, link lengths, structure constants and the wave-lengths. Our results in extremely strong turbulence are compared to their free space counterparts which only reflect the diffraction patterns at the receiver plane. The effects of the inner scale of turbulence on the field correlations in extremely strong turbulence are examined in detail and it is observed that the size of the inner scale in extremely strong turbulence can considerably influence the field correlations of flat-topped beams.
Citation - WoS: 1
Formulation of Scintillations for Optical Incidence of Arbitrary Field Profile
(Electromagnetics Acad, 2008) Eyyuboğlu, Halil Tanyer; Baykal, Y.; Eyyuboglu, H. T.; Baykal, Yahya Kemal; Cai, Y.; 7812; 7688; Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği; Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06.02. Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği; 06.03. Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06. Mühendislik Fakültesi; 01. Çankaya Üniversitesi
Scintillation index on the receiver axis is formulated in random medium when an optical source with an arbitrary field profile is employed. To represent the arbitrary source field profile, source is decomposed into pixels and the incident field to form the scintillations is expressed as the superposition of the fields from each pixel area. Thus obtained arbitrary field distribution is then introduced into the weak atmospheric turbulence formulation by using Rytov method. Our result, which is in summa ion and integral forms, reduces correctly to the known scintillation index of a Gaussian beam wave in atmospheric turbulence.
Gömülü Cihazlar Kullanarak İnsansız Hava Araçları Üzerinden Hedef Tespit ve Takibi
(2024) Mehmetoğlu, Fırat; Baykal, Yahya Kemal; 06.03. Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06. Mühendislik Fakültesi; 01. Çankaya Üniversitesi
Gözetleme alanında kameralı hava araçları yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu gözetleme sistemlerinin çoğu, objeleri iki aşamada izler: önce nesneleri tespit edip tanır, sonra ise canlı video akışında bu nesneleri takip etmektedir. Bununla birlikte, günümüzde nesne tespit algoritma yazılımları genellikle büyük görüntü veri seti ile eğitilen derin öğrenme mimarileri kullanan yüksek matematiksel hesap gücüne sahip ve GPU içeren sistem mimarilerinde çalışmaktadır. Ayrıca, nesne takibinde öznitelik eşleştirme ve ilişkilendirme yönetimleri sistemlere çok daha fazla hesap gücü yükler ve bu da gerçek zaman performansını etkiler. Görüş tabanlı nesne algılama ve hedef takibi, büyük alan gözetleme uygulamalarında zemindeki hedefleri nesneleri tespit ve takibinin yapılması için gereklidir. Bununla birlikte, bu insansız hava uçakları (İHA), yerden çok yüksek irtifada çalıştıkları için yerdeki nesneler çok küçük gözükmektedir. Bu nedenle, bu küçük yer nesnelerini tanıyabilen ve özellikleri derinlemesine tarayabilen hassas bir nesne tespit mimarisi gereklidir. Ayrıca, derin öğrenme mimarisini kullanan CNN tabanlı nesne tespit modelleri, detaylı hesaplamalar ve matematiksel işlemler sebebiyle gömülü platformlarda çalışmak için zordur. Bu tez çalışmasında, nesne tespit ve takip sistemlerinin performansını etkileyebilecek yukarda belirtilen sorunları detaylı olarak araştırdık. Hedef tespitindeki sorunlardan birkaçı nesne boyutlarına sahip geniş IHA veri setlerinin olmaması, parlaklık, hava aracından alınan görüntülerde şekil ve doku özelliklerindeki değişkenliktir. Nesne takibinde ise derin öğrenme yöntemlerindeki yüksek işlem karmaşıklığı ve hesaplamalarının sebep olduğu performans problemleri doğruluk sonucunu etkilemektedir. Bu tezin amacı, NVIDIA JETSON AGX XAVIER gömülü platformunda hedef tespit modeli olan YOLOv4 ve hedefin takip edilmesinde RNN modelini kullanarak gömülü sistemlerde model optimizasyonu yaklaşımıyla etkin, hızlılık oranı yüksek bir şekilde çalışabilen gündüz ve gerçek zamanlı bir hedef tespit ve takip sisteminin tasarlanmasıdır.
Hava Araçları için Optik Kablosuz Sistemler
(2024) Çoşkun, İsmet Ekrem; Baykal, Yahya Kemal; 06.03. Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06. Mühendislik Fakültesi; 01. Çankaya Üniversitesi
Hava araçları, içerisinde bir çok alt sistemi barındıran, bu sistemlerin birbiri ile koordineli biçimde çalışmasıyla görev yapabilen ulaşım ve askeri görev araçlarıdır. Fly-by-wire konseptinin ortaya çıkışından bu yana, uçuş kontrol, navigasyon, haberleşme, tanılama, itki ve iniş-kalkış sistemi gibi bir çok sistem, elektronik haberleşme altyapıları ile koordinasyon sağlamakta ve yine bir çok elektro-mekanik parça digital veriler ile kontrol edilmektedir. Hava araçlarındaki mevcut haberleşme teknikleri ya kablolu altyapılar ile ya da kablosuz radio frekansları ile sağlanmaktadır. Bu teknolojiler, günümüzde artan veri talebini karşılayamacak doygunluğa ulaşmış ve hava araçlarına yeni kabiliyetler kazandırmak giderek zorlaşmaya başlamıştır. Bu çalışmada, son yıllarda ivme kazanan Optik Kablosuz Haberleşme altyapıları incelenmiş, hava araçlarının kullandığı radio frekans'lı altyapılar ve aviyonik ekipmanların birbiri ile olan iletişimindeki altyapılar taranmış, buna bağlı olarak hava araçlarında aviyonik iletişimde mevcut sistemlerin yerini alabilecek optik kablosuz haberleşme sistemi ile elde edilebilecek kazançlar değerlendirilmiştir.
Havacılık ve Uzay Endüstrilerinde I2c İletişim Protokolünün Formal Doğrulaması
(2024) Berik, Merve; Baykal, Yahya Kemal; 06.03. Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06. Mühendislik Fakültesi; 01. Çankaya Üniversitesi
Havacılık sektörü, birçok alt sistem içeren havacılık uygulamalarına sahiptir. Bu nedenle cihazlar ve bileşenler arasında doğru ve güvenilir veri iletişimi kritik bir gerekliliktir. Bu bağlamda, yüksek hız, esneklik, düşük güç tüketimi ve güvenilirlik açısından I2C haberleşme protokolü diğer protokollere göre yaygın bir şekilde tercih edilir. Ancak, I2C veri iletiminde veri bozulması, veri kaybı, yavaş veri iletimi gibi sorunlar ortaya çıkabilir. Bu sorunlar havacılık sektöründe uçuş güvenliği riskleri, elektronik ve mekanik sorunlar, hava trafik yönetimi sorunları, yanlış navigasyon bilgileri gibi ciddi sonuçlara yol açabilir. Bu nedenle, I2C RTL tasarımının eksiksiz ve hatasız bir şekilde yazılması ve ayrıca doğrulanması önemli bir gerekliliktir. Bu tezdeki I2C Master Tasarımı OpenCores'dan indirilmiştir. Sayısal Tasarım Doğrulamada birçok doğrulama yöntemi vardır. Formal Doğrulama en kritik sistemlerde en kesin ve güvenilir doğrulama sağlayan yöntemlerden biridir. Bu yöntem, zamandan ve maliyetten tasarruf sağlayarak tasarımın belirli özelliklere ve gereksinimlere uygun olduğunu matematiksel olarak kontrol eder ve kanıtlar. Bu yöntemin uygulanabilmesi için açık kaynaklı, kolay entegre edilebilir, esnek, geniş kapsamlı Verilog desteği sunan bir sentez çerçevesi olan Yosys ile Yosys tabanlı Symbiyosys aracı kullanılmıştır. Bu tezde tasarım gereksinimlerine göre uygun, Symbiyosys'in kullanım desteği olan SystemVerilog Donanım Doğrulama Dili ve SystemVerilog Assertion kullanılarak tasarımdaki hatalar tespit edilmiştir. Formal Doğrulama sayesinde, I2C tasarımlarının olduğu havacılık operasyonlarının sorunsuz bir şekilde devam etmesini sağlayarak sorunların yaşanmasını engeller.
Intensity Fluctuations of Higher-Order Laser Modes in Jet Engine Exhaust Turbulence
(Optica Publishing Group, 2025) Baykal, Yahya Kemal; 06.03. Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06. Mühendislik Fakültesi; 01. Çankaya Üniversitesi
Intensity fluctuations quantified by the scintillation index are evaluated in jet engine exhaust turbulence when higher-order laser modes are used in optical wireless communication links. The jet engine exhaust turbulence power spectrum, modified by low-pass and high-pass filters, is employed. Intensity fluctuations are evaluated against the link length, structure constant, wave number (inverse of wavelength) (i.e., against turbulence strength), source size, and jet engine exhaust turbulence parameters. It is found that higher-order laser modes are better at mitigating the scintillations. Jet engine exhaust turbulence parameters are found to affect scintillations substantially. (c) 2025 Optica Publishing Group. All rights, including for text and data mining (TDM), Artificial Intelligence (AI) training, and similar technologies, are reserved.
Işık hüzmesi profili ölçme sistemi
(2011) Bük, Murat; Baki, T.; Çil, Celal Zaim; Cambaz, Göknur; Baykal, Yahya Kemal; Erseven, S.; Karabulut, S.; Ertuğ, A. Mithat; 7812; 06.02. Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği; 06.03. Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06. Mühendislik Fakültesi; 01. Çankaya Üniversitesi
Kanserin Erken Teşhisi için Yapısal Aydınlatma Tekniğine Dayanan Floresan Etiketlemeli On-Chip Görüntüleme Platformunun Geliştirilmesi
(2016) Baykal, Yahya Kemal; Özcan, Aydoğan; Arpali, Serap Altay; Arpali, Çağlar; 01. Çankaya Üniversitesi
Bu projede kanser hastalıklarının erken tanısında kullanılmak üzere yapısal aydınlatma tekniğine dayanan floresan etiketlemeli on-chip görüntüleme sistemi geliştirilmiştir. Geliştirilen bu görüntüleme platformu ile kan değişik türde ki bir ışık paterniyle hızlı bir şekilde taranmakta ve floresan boya ile etiketlenmesi yapılmış düşük yoğunluktaki kanser hücreleri tespit edilebilmektedir. Bu sistem, aydınlatma tekniği, görüntüleme yöntemi, optik tasarım ve kan analizi için biyo-kanal geliştirilmesi bakımından bir dizi yenilik içermektedir. Bu projede klasik aydınlatmanın (düzlem dalga) yerine Gauss ve Bessel gibi yeni türde yapısal ışık kaynakları kullanılmıştır. Bu ışık paternleri, kan gibi yoğun ve saçıcı ortamlarda kanser hücrelerine ulaşarak ışık aktarımını mümkün kılmaktadır. Bu platform, görüntüleme yöntemi açısından klasik sistemlerden farklı olup kan örneği direk olarak görüntüleme sensörü CCD (charge coupled device) üzerine konulmaktadır (On-Chip). Ayrıca görüntüleme platformlarının yaşadığı düşük Sinyal Gürültü Oranı (SNR) problemini çözmek için özel bir algoritmayla görüntünün iyileştirilmesi hedeflenmiştir. Yapısal ışık paterninin üretilmesi ve kanın taranması, tasarladığımız optik bir sistem tarafından yapılmaktadır. Lazer uzamsal ışık modülatörüyle (UIM) modüle edilmekte ve özel algortimalar aracılığıyla ışık yapısal forma dönüştürülmektedir. Daha sonra bu ışık bir lens sistemi tarafından içinde kanın bulunduğu biyo-kanal üzerine aktarılmaktadır. Bu projede yüksek hacimde kanı (2 ml ye kadar) içine alabilen ve geniş yüzeyi sayesinde yaklaşık 9 cm2 lik bir alanda tarama yapmayı mümkün kılan tek kullanımlık ve maliyeti düşük bant temelli biyo-kanallar üzerinde çalışılmış ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu görüntüleme platformuyla etiketlemesi yapılmış değişik oranlardaki Beyaz Kan hücreleri ve K562 Kornik Myleoid Lösemi hücreleri kan içinde tespit edilmiştir. Son aşamada elde edilen sonuçlar klasik mikroskopla elde edilen deney sonuçlarıyla kıyaslanarak geliştirilen sistemin başarım oranı raporlanmıştır. Bu projede ayrıca, küresel, düzlem ve yapısal Gauss ışık kaynaklarının kan ve doku gibi biyolojik ortamlarda yayılması neticesinde ortaya çıkan ışık şiddeti salınımları (sintilasyon), zayıf türbülanslı yumuşak doku için formüle edilmiş ve doku uzunluğu, kırılma endeksindeki rastgele değişimler ve dalga boyu gibi parametrelere göre de kıyaslanmıştır.
Mekansal Çeşitliliğin Sualtı Optik Kablosuz İletişime Etkisi
(2025) Erdoğdu, Ekin; Baykal, Yahya Kemal; 06.03. Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06. Mühendislik Fakültesi; 01. Çankaya Üniversitesi
Su altı optik kablosuz iletişim sistemleri, son zamanlarda yüksek veri hızıyla iletim özelliği sayesinde kullanımı artmıştır. Fakat su altı ortamlarda optik dalgaların yayılmasındaki zorlayıcı etken türbülanstır. Türbülansdan kaynaklı yoğunluk dalgalanmaları ve performans düşüşü görülmektedir. Bu tezde, okyanus türbülansından etkilerini azaltmak için tasarlanan mekansal çeşitlilik modeli kullanılıp performans iyileştirmeleri incelenmiştir. Tasarlanan modelimizde; alıcı tarafında bir nokta dedektörü, verici tarafında çoklu halka şeklindeki ışınlar kullanılmaktadır. Huygens-Fresnel prensibi kullanılarak ortalama alınan yoğunluk ve yoğunluğun ortalama karesi bulunmuştur. Daha sonrasında bulunan parametreler ile oluşturulan model için sintilasyon indeksi ve bit hata oranı (BER) bulunmuştur. Sıvının birim kütlesi başına kinetik enerjinin dağılma hızı, ıkırılma indisine katkı yapan sıcaklığın tuzluluğa oranı, kaynak boyutu, halka yarıçapı, alan genliği, ortalama kare sıcaklığın dağılma hızı, kolmogorov iç ölçeği, yayılma mesafesi, kırılma indisi spektrumu ve dalga boyu parametrelerine göre sintilasyon indeksi ve bit hata oranı karşılaştırıldı ve değerlendirildi. MATLAB programı kullanılarak hesaplamalar yapılıp grafikler oluşturuldu. Bu tezde, su altı türbülanslı ortamda ışın yayılımı için sintilasyonda azalmalar ve BER hesabında düşmeler gözlemlenmesi amaçlanmıştır.
Citation - WoS: 1
Citation - Scopus: 1
Off-Axis Field Correlations in Turbulence
(Ieee, 2013) Baykal, Yahya Kemal; Baykal, Yahya; Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06.03. Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06. Mühendislik Fakültesi; 01. Çankaya Üniversitesi
The field correlations in atmospheric turbulence are evaluated for off-axis optical incidence. Within the practical range of the source and the medium parameters, increase in the diagonal length at the receiver plane is found to decrease the off-axis field correlations in turbulence. At a fixed diagonal length at the receiver plane, off-axis beams that have smaller displacement parameters and larger source sizes possess larger field correlations. When the field correlations of the off-axis beams in atmospheric turbulence are compared to their no turbulence counterparts, it is observed that the behaviour of the field correlation variations do not change, however the field correlations in turbulence diminish at smaller diagonal lengths.
Off-Axis Gaussian Beams With Random Displacement in Atmospheric Turbulence
(int inst informatics & Systemics, 2005) Baykal, Yahya Kemal; Baykal, Yahya K.; Eyyuboğlu, Halil Tanyer; Eyyuboglu, Halil T.; Yenice, Yusuf E.; 7812; 7688; Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği; Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06.02. Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği; 06.03. Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06. Mühendislik Fakültesi; 01. Çankaya Üniversitesi
Our recent work in which we study the propagation of the general Hermite-sinusoidal-Gaussian laser beams in wireless broadband access telecommunication systems is elaborated in this paper to cover the special case of an off-axis Gaussian beam. We mainly investigate the propagation characteristics in atmospheric turbulence of an off-axis Gaussian beam possessing Gaussian distributed random displacement parameters. our interest is to search for different types of laser beams that will improve the performance of a wireless broadband access system when atmospheric turbulence is considered. Our formulation is based on the basic solution of the second order mutual coherence function evaluated at the receiver plane. For fixed turbulence strength, the coherence length calculated at the receiver plane is found to decrease as the variance of the random displacement is increased. It is shown that as the turbulence becomes stronger, coherence lengths due to off-axis Gaussian beams tend to approach the same value, irrespective of the variance of the random displacement. As expected, the beam spreading is found to be pronounced for larger variance of displacement parameter. Average intensity profiles when atmospheric turbulence is present are plotted for different values of the variance of the random displacement parameter of the off-axis Gaussian beam.
Citation - WoS: 3
Optical Propagation in Unguided Media
(Springer-verlag Berlin, 2016) Baykal, Yahya Kemal; 06.03. Elektrik-Elektronik Mühendisliği; 06. Mühendislik Fakültesi; 01. Çankaya Üniversitesi
This chapter provides fundamentals of light propagation in unguided media and particularly discusses turbulence of transmission environment. The degradation effects of turbulence in the received signal of an OWC system are presented. The turbulence power spectra used in the formulation of various entities are given in various links operating in different environments such as atmosphere, space and underwater. The Rytov method and the extended Huygens-Fresnel principle are employed in the evaluation of the average intensity and the scintillation index. Effects of different optical beam profiles in the average received intensity and the scintillation index are further examined. Finally, some mitigation methods, such as the transmitter and the receiver aperture averaging, to reduce the turbulence degradation are given.