Dost ve düşman tanıma sistemleri için elektronik donanım tasarımı

Abstract

Bu tezde, bilgi iletimi için, lazer tabanlı bir dost düşman tanıma tanıtma sistemi (IFF - Identification Friend or Foe) tasarlanmış, elektronik devre ve optik anten tasarımı yapılmış, donanım için gerekli yazılımlar geliştirilmiş ve sistem imal edilmiştir. İmal edilen sistemin radyo frekans tabanlı çalışan IFF sistemlerine alternatif teşkil edecek bir sistem olması ve kara kuvvetleri birliklerinde kullanılabilecek özelliklerde olması amaçlanmıştır. Çalışma, tasarım ve üretim olmak üzere iki aşamada yürütülmüştür. Tasarım aşamasında; öncelikle mevcut IFF sistemleri incelenmiş, avantaj ve dezavantajları ortaya konmuştur. Tespit edilen dezavantajlar göz önünde bulundurularak yeni bir IFF sisteminin tasarımı yapılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalar ile tasarıma en uygun elektronik, optik ve mekanik bileşenler belirlenmiştir. Üretim aşamasında; optik anten, elektronik devre kartları, elektronik devre, cihaz gövdesi imal edilmiştir. İmal edilen donanıma uygun yazılımlar geliştirilerek, mikrodenetleyicilere yüklenmiştir. Sistem; alıcı ve verici olmak üzere iki temel üniteden oluşmaktadır. Verici ünitesinde; mikrodenetleyici tabanlı, klavye ile mesaj girişi yapılabilen, kullanıcının koordinatlarını küresel konumlama sistemi (GPS - Global Positioning System) yardımıyla algılayabilen bir donanım bulunmaktadır. Geliştirilen bu donanım yardımıyla, klavyeden girilen mesaj ve GPS 'den alınan koordinat bilgisi lazer ışını kullanılarak kriptolu olarak iletilmektedir. Alıcı ünitesinde; mevcut lazer iletişim tekniklerinden farklı bir yaklaşımla, polimetilmekatrilat malzemesinden ve algılayıcıdan imal edilen optik bir anten geliştirilmiştir. Mikrodenetleyici tabanlı sinyal işleme ve görüntüleme biriminden oluşan bir donanım tasarlanmıştır. Bu donanım yardımıyla verici ünitesinden gönderilen kriptolu lazer ışını demodüle edilmekte, kriptosu çözülerek mesaj ve koordinat bilgileri görüntülenebilmektedir. Sistemde bilgi iletiminin lazer ile yapılması güvenliği en üst düzeye çıkarmış; bastırma, karıştırma gibi karşı elektronik tedbirlerden etkilenmemesini sağlamıştır. Yapılan deneysel çalışmalar, gerçekleştirilen lazer IFF sisteminin, klavyeden girilen mesaj ve GPS 'den alınan koordinat bilgisini güvenli olarak ilettiğini, alıcının ise bu bilgileri doğru şekilde alarak görüntülediğini göstermiştir.

In this thesis, a laser based friend or foe identification system (IFF), electronic circuit, an optic antenna were designed, and also the sofware needed to run the hardware system was developed to carry out the data transmission. The main purpose of this design is to create an alternative way to transfer encrypted data using RF tecnique and to create a system that can reliably be used by armed forces. This work comprises both design and implementation phases and initially we have stated advantages and disadvantages of existing IFF systems. The new IFF system was designed bearing in mind the disadvantages of these existing systems. The most suitable electronical, optical and mechanical components for new design were selected by experimental studies. To implement the design, we have produced electronic printed circuit boards, optical antenna and generated microcontroller software codes. The system is based on two main components. These are the transmitter and the receiver. The input data is entered to the receiver unit by keyboard over a special hardware, which is microcontroller-based and can identify the coordinates of the user via global positioning system (GPS - Global Positioning System). With this hardware, the input data and GPS coordinates are encrypted and transmitted via laser. In the receiver unit, an optical antenna, made of polymethylmethacrylate was developed with a different approach than common laser communication techniques, which our system surpases others in areas of the shape and the meterial superiority that affects signal receiving quality. The hardware is made up of microcontroller-based signal processing unit and a display unit. Modulated laser signals are demodulated, decoded and displayed by this hardware. Using laser for transmission of data in this system maximizes security and privacy. So the resulting system is invulnerable to electronic attacks like suppression and jamming. A number of experimental trials showed that message and coordinate data is succesfully send. The receiver unit's display shows the message and the coordinate of the sender.