Radar tabanlı biyomedikal uygulamalar için sistem tasarımı ve optimizasyonu

Radar tabanlı uygulamalar doppler etkisini kullanarak, harekete dayalı nesnelerin yorumlanması açısından çok önemli bir potansiyele sahiptir. Son yıllarda hareket endeksli vital bulguların takibi, dokuları ve organları karakterize etmek için çeşitli radar tabanlı çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmada çeşitli biyomedikal uygulamalarda kullanılabilecek bir radar sistemi yapılması amaçlanmıştır. Radar tabanlı uygulamaların düzgün bir şekilde gerçekleştirilebilmesi açısından radar sisteminde kullanılan antenler çok önemli bir yer tutmaktadır. Bu antenlerin çalışma frekansı, kazancı, yönlülüğü gibi parametrelerin istenilen uygulamaya uygun olması gerekmektedir. Bu antenlerin tasarımı için iletim hattı denklemleri ve bir elektromanyetik simülasyon programı(CST) kullanılmış olup istenen performansta antenler tasarlanmıştır ve optimize edilmiştir. CST programı kullanılarak mikroşerit antenin yama genişliği, yama uzunluğu, yarık genişliği, yarık uzunluğu ve besleme şeridi üzerinde geometrik değişimler yapılmıştır. Antenler üzerinde yapılan boyutsal değişiklikler antenin ilk hali ile karşılaştırılmıştır. İşlem öncesi 2,36 GHz olan radar antenin çalışma frekansı istenilen seviye olan 2,40 GHz'e getirilmiştir. Radar anten kazancı 3,02 dB seviyesinden 3,67 dB seviyesine çıkarılarak iyileştirilmiştir. Performansları artırılan alıcı ve verici antenler radar sistemine eklenmiştir. Radar sisteminin çalışma prensibine uygun olarak kurulan mikrodalga bileşenleriyle beraber modülatör devresi, alçak geçiren filtre devresi ve ardunio ile frekans sayıcı devresi tasarlanmıştır. Ayrıca analog/dijital çevirici ile radar sisteminin bilgisayar bağlantısı yapılmış, sistemin düzgün çalıştığı görülmüştür. Hareket ettirilen bir engel, radar sisteminin karşısına konularak testler yapılmıştır. Hareket ettirilen nesnenin radar sistemine yakınlaşırken zaman domeninde sinyal genliğinin arttığı, nesnenin radar sisteminden uzaklaşmasıyla azaldığı tespit edilmiştir. Uygun sinyal işleme teknikleriyle bu hareketlerin biyomedikal uygulama tabanlı yorumlanabileceği sonucuna varılmıştır.