طراحی، شبیه سازی و ساخت آنتن پهن باند برای نفوذ به زمین برای کاربرد مین یابی

در این پژوهش یک آنتن فراپهن باند از نوع ویوالدی آنتی‌‌پودال برای یک رادار نفوذ زمین در کاربرد تشخیص و مکان‌‌یابی مین‌‌های ضدنفر و ضدخودرو‌‌ی دفن‌‌شده با استفاده از تصویربرداری فراپهن باند طراحی و ساخته شده است. آنتن طراحی‌‌شده در این پایان‌‌نامه از نوع فیبر مدارچاپی است و برای ساخت آنتن از زیرلایه‌‌ی ro4003 استفاده شده که این انتخاب براساس ضرورت کم‌‌تلف بودن زیرلایه‌‌ی آنتن، صورت گرفته است. خصوصیات انواع مین‌‌های ضدخودرو و ضدنفر بررسی شدند و چند نمونه از هرکدام با اولویت غیر‌‌فلزی بودن انتخاب شدند و مدل سه‌‌بعدی آن‌‌ها تهیه گردید، سپس با استفاده از مدل سه‌‌بعدی، سطح مقطع راداری هرکدام در فرکانس‌‌ها و زوایای‌‌ مختلف محاسبه ‌‌گردید. با توجه به سطح مقطع راداری مین‌‌های انتخابی بهترین فرکانس و زاویه برای تشخیص هرکدام به‌‌دست آمد، بهترین بازه‌‌ی فرکانسی که تمام مین‌‌ها را پوشش دهد برابر 1 تا 8 گیگاهرتز مشخص شد. پس از طراحی آنتن، نتایج شبیه سازی از قبیل الگو‌‌های تشعشعی، پاسخ فرکانسی تلفات بازگشتی، ضریب فیدیلیتی و راندامان آنتن محاسبه و ارائه گردید. بیان گردید که سطح قابل قبول ضریب فدیلیتی برای آنتن‌‌های فراپهن باند بالاتر از 0.9 است که مقدار ضریب فیدیلیتی بالاتر از 0.94 در صفحات e و h در زوایای کافی نشان از مناسب بودن آنتن برای کاربرد تصویر برداری می‌‌دهد. برای شبیه سازی عملیات تشخیص مین یک محیط آلوده به مین شبیه‌‌سازی شد و مین های انتخاب شده درون آن قرار داده شد. سپس عملیات تصویر برداری برای‌‌ هر کدام با استفاده از آنتن طراحی‌‌شده انجام شد و داده‌‌های به‌‌دست آمده از عملیات تصویر‌‌برداری توسط یک نرم‌‌افزار پردازش داده‌‌های رادار نفوذ زمین به نامrgpr مورد پس‌‌پردازش قرار گرفت و تصاویر نهایی تشکیل‌‌شده از مین ارائه گردید. برای صحت‌‌سنجی نتایح شبیه‌‌سازی، آنتن پیشنهادی ساخته شد و الگو‌‌های تشعشی و پاسخ فرکانسی تلفات بازگشتی اندازه‌‌گیری شده با مقادیر شبیه‌‌سازی شده مطابقت داده شد. مشاهده گردید که نتایج شبیه سازی و اندازه گیری از تطابق بسیار بالایی برخوردارند که این امر حاکی از دقت بسیار بالای شبیه سازی و ساخت است.