UHF (aşırı yüksek frekans) bandında yere nüfuz eden radar uygulamaları için geniş bantlı anten tasarımı

Yere Nüfuz Eden Radar (YNR) önemli bir uzaktan algılama yöntemidir. Bu yöntem yerin altını ve içinde yer alan nesneleri, beton blokların ve asfalt zeminlerin içlerini görüntüleme amacıyla kullanılır. Yere Nüfuz Eden Radarlar; yer altına gönderilen elektromanyetik sinyallerin, belirli katmanlara ya da nesnelere çarparak yansıyan kısımlarının toplanıp, bu sinyallerin işlenerek yer altının görüntülenmesi prensibine dayanır. Elde edilen bu bilgiler sayesinde hedefin derinliği, boyutları, şekli ve bulunduğu ortamın su yoğunluğu tespit edilebilir. Sistem performansı ortamın (toprak, asfalt, beton vs.) elektriksel kaybı ve gömülü cismin saçılma karakteristiği dikkate alınarak hesaplanan frekans bandı, verici gücü, anten kazancı, dinamik aralık gibi temel anten ve radar parametrelerine bağlıdır. Bu nedenle sistemin amacına göre YNR için kullanılacak antenin parametreleri hesaplanır ve bu analize göre tasarım gerçekleştirilir. YNR sistemleri; verici anten, alıcı anten, işlemci birimi ve görüntüleme birimlerinden oluşmaktadır. Bu tezde YNR sistemleri için kullanılabilecek bir anten türü olan Vivaldi anten tasarımından bahsedilmekte ve sistem performansının arttırılması için çeşitli yöntemler anlatılmaktadır. Yapılan çalışmalar sonucunda tasarlanan Vivaldi anten 0.5 GHz – 3 GHz bandında çalışabilmektedir. Tasarlanan antenin yan kulakçık seviyelerinin düşürülmesi amacıyla bir anten dizisi tasarlanmıştır. Doğrusal bir yapıya sahip olan bu anten dizisinde 8 adet Vivaldi anten aralarında en yüksek çalışma frekansındaki dalga boyunun yaklaşık yarısı kadar (65 mm) aralıklarla dizilmiştir. Bu çalışma sonucunda antenin 0.5 GHz, 1 GHz, 1.5 GHz, 2 GHz, 2.5 GHz ve 3 GHz'deki yan kulakçık seviyelerinde önemli bir azalma gözlenmesinin yanında, sistemin kazancı da artmıştır. Anten dizisinin geri yönlü ışımasının azaltılması amacıyla bir yansıtıcı plaka tasarlanmıştır. Bu yansıtıcı plaka anten dizisinin 170 mm arkasına yerleştirilmiştir. Tasarlanan bu yansıtıcı plaka ile birlikte antenin geri yönlü ışıma seviyesi azalmış ve ön-arka ışıma oranı 4-14 dB seviyelerine ulaşmıştır.