یک آنتن شاخی شکل TEM متراکم برای رادار نفوذپذیر زمین

در این مقاله یک آنتن شاخی TEM کوچک برای کاربردهای رادار نفوذی زمین (‏GPR)‏پیشنهاد شده‌است. آنتن‌های شاخی‌شکل TEM به دلیل پهنای باند وسیع، بهره بالا و کارایی خوب، برای کاربردهای GPR مناسب هستند. باند عملکردی یک آنتن GPR یک توازن بین عمق نفوذ و وضوح مطلوب است. در فرکانس پایین، رادار عمق نفوذ بیشتری دارد اما مشکل احتمالی اندازه بزرگ آنتن است. بنابراین هدف از این مطالعه، طراحی یک آنتن شیپوری کوچک با فرکانس قطع پایین می‌باشد. باند به فرکانس پایین‌تر با سه تغییر عمده نسبت به یک شاخی‌شکل استاندارد گسترش می‌یابد: ۱)‏با استفاده از موج بر دو جهته TEM با یک حفره استوانه‌ای شکل به عنوان بخش انتقال؛ ۲)‏قرار دادن مواد جاذب در صفحه پشتی آنتن ۳)‏با استفاده از یک نیم دایره با شعاع ۵ میلی متر تنظیم‌شده در بالای بخش انتهایی منور. آنتن پیشنهادی دارای اندازه کوچک (‏۳۱۱ میلی متر * ۲۶۵ میلی متر ۳۸۵ میلی متر )‏بوده و نتایج شبیه‌سازی شده تطابق امپدانس خوبی را از ۱۰۰ مگاهرتز تا ۲.۵ گیگاهرتز تحت یک لایه بازده (‏S11 < – ۱۰ دسی بل)‏و الگوی تابش خوب نشان می‌دهد. آنتن شاخی TEM طراحی‌شده در فضای آزاد و در تماس با زم

A small TEM horn antenna for ground penetrating radar (GPR) applications is proposed in this paper. TEM horn antennas are appropriate for GPR applications due to their wide bandwidth, high gain, and good efficiency. The operative band of a GPR antenna is a trade-off between the penetration depth and desirable resolution. At low frequency, radar has more penetration depth but the possible problem is the big size of antenna. So the aim of this study is to design a small size horn antenna with low cut-off frequency. The band is extended to the lower frequency with three major changes with respect to a standard horn: 1) using the TEM double-ridged waveguide with a cylindrically shaped cavity as transition section; 2) putting absorbing material in the back plate of the antenna; 3) using a semi-circle of radius 5 mm set on the top of the flare end section. The proposed antenna has a small size ofn<tex xmlns:mml=