طراحی و ساخت آنتن بسیار پهن باند چندکاربردی gpr

به دلیل کاربردهای بسیار سیستم های gpr برای تشخیص انواع مختلف اهداف در زیر سطح زمین، طراحی آنتن مناسب برای این سیستم ها در این پایان نامه مورد نظر خواهد بود. آنتن های مورد استفاده در سیستم های gpr باید دارای ویژگی هایی از قبیل uwb بودن، قابلیت انتقال سیگنال با کمترین اعوجاج، پلاریزاسیون مناسب، سطح گلبرگ فرعی پایین، کوچکی و ارزان قیمت بودن باشند. در این پایان نامه دو آنتن جدید برای کاربرد gpr طراحی شده است. آنتن اول، یک آنتن فرکتال حلقوی با چهار تکرار با زمین شکاف دار بوده که دارای سه باند فرکانسی پهن باند با پهنای باند کسری به ترتیب 23.42%، 35.96% و 17.29% با شرط |s11|<-10db به دست آمده است. با بارگذاری این آنتن توسط دو وایا در اولین محل بی نظمی توزیع جریان، تطبیق امپدانس این آنتن در فرکانس های میانی این باندها نیز بهبود یافته و پهنای باند کسری 118.91% با شرط |s11|<-5 db به دست می آید. بنابراین، آنتن دارای ویژگی uwb خواهد بود. نتیجه شبیه سازی این آنتن در حوزه زمان نیز نشان می دهد که این آنتن قادر به انتقال پالس با اعوجاج اندک خواهد بود. در نتیجه این آنتن به عنوان یک آنتن تشعشع کننده پالس، همچون آنتن gpr می تواند مورد استفاده قرار بگیرد. نتایج شبیه سازی این آنتن با در نظر گرفتن زیرلایه rogers به ابعاد 72×72×3.2 mm3 به دست آمده است. به دلیل در دسترس نبودن این زیرلایه، در عمل از زیرلایه fr4 که ارزان قیمت و در دسترس است استفاده شده است. نمونه ای از این آنتن ساخته و اندازه گیری شده است. نتیجه اندازه گیری با شبیه سازی مقایسه شده و انطباق خوبی مشاهده شده است. آنتن دوم، یک آنتن متناوب لگاریتمی با تغذیه متقاطع (با بارگذاری با وایا) بوده که در بازه فرکانسی 1.63 ghz تا 7 ghz دارای مشخصه |s11|<-5 db و از 4.4 ghz تا 6.56 ghz با مشخصه |s11|<-10 db به دست آمده است. این آنتن نیز در حوزه زمان شبیه سازی شده و مشاهده شده که قابلیت انتقال پالس با اعوجاج اندک را داراست. این آنتن نیز با در نظر گرفتن زیر لایه teflon شبیه سازی شده، ولی برای ساخت از زیرلایه fr4 استفاده شده است. نتایج شبیه سازی این آنتن با زیرلایه fr4 بر خلاف انتظار، به خوبی بهبود یافته و از 4.3 ghz تا 10 ghz مشخصه |s11|<-10 db به دست آمده و از 1.9 ghz تا 10 ghz هم |s11|<-5 db حاصل شده است. نمونه ای از این آنتن نیز ساخته و اندازه گیری شده است. مقایسه نتیجه اندازه گیری و شبیه سازی این آنتن نیز تطابق خوبی را نشان می دهد.