Yönlü Quasi-Yagi Mikroşerit Antenler İle Bluetooth RF İşaretlerinin APPR Algoritması Kullanarak Güç ve DoA Analizi

Abstract

Radyo Frekans (RF) tayfı aralığındaki elektromanyetik dalgaları kullanan teknolojiler, Radyo, TV, Kablosuz iletişim, Mobil Telefonlar, GSM, GPS, Uydu, İnternet, Radar ile WiFi, XBee, ZigBee, LoRa, Bluetooth gibi çeşitli iletişim protokollerini kullanan RF modülleri gibi insan yaşamındaki sayısız teknoloji, yöntem, alan ve uygulamayı kapsamaktadır. Uygulamaların çoğu SINR (signal to interference plus noise ratio) performansını artırmak, daha iyi veri aktarımı sağlamak ve bazen de sinyal kaynağının ya da RF modülü taşıyan cihaz ya da nesnelerin konumunu bulmak için sabit ya da hareketli radyo frekans sinyal kaynaklarından alınan DoA (direction of arrival) bilgilerine gerek duyar ve bu bilgileri kullanır. Günümüzde, bu teknolojiler arasında, bilgisayarlar, cep telefonları, tabletler, kulaklıklar, otomobiller, TV'ler, ev aletleri ve endüstriyel makineler gibi elektronik cihazların çoğunda kullanılması nedeniyle RF cihazı olarak Bluetooth, sensör elemanları olarak PCB antenleri ve DoA algoritması olarak bitişik örüntü güç oranı (APPR) gibi algoritmalar daha fazla öne çıkmaktadır. Bu yüksek lisans tezinde, tezin önerisi olarak, Mikrodenetleyici (MCU) tabanlı gömülü bir sistemin kontrolü ve yönetimi altında, yönlendirilmiş PCB Quasi-Yagi antenlerinden oluşan düzgün dairesel anten dizisi (UCA) ile birleştirilmiş basit bir tek Bluetooth modülü kullanılarak, alınan sinyal gücü göstergesi (RSSI) verileri APPR algoritmasının doğrusal regresyon yaklaşımı (LRA) ile değerlendirilerek, DoA açısının çözünürlüğünün artan anten yönlülüğü (D) ve kazancı (G) ile arttığı kanıtlanmıştır. Bir sinyal filtreleme yazılımı (SFY), ortam erişim kontrolü (MAC) adresini bulmaya ve RSSI'yi çıkarmaya yardımcı olur. Bu sayede tek merkezli bir Bluetooth sistemi için iç ve dış alan uygulamalarında herhangi bir Bluetooth sinyalinin DoA'sını bulma işleminin duyarlılık ve kullanım kolaylığı açısından da iyileştirildiği gösterilmiştir. Bu nedenle, yukarıda açıklanan özelliklere sahip önerilen çalışma, iki veya daha fazla Bluetooth taban RF cihazı arasındaki ve ayrıca çoğunlukla iç mekân kullanımı için konumu bulan sistem ve hedef RF modülleri arasındaki mesafeleri tahmin etmek için RSSI'yi değerlendiren sinyal faz farkı algılama antenlerini ve ağ bağlantılarını kullanan diğer Bluetooth DoA tahmin sistemlerinden farklıdır.