İnce anten dizisi kullanarak düzlemsel yakın alan elde edilmesi

Abstract

Tomografi, yer altı yapılarım inceleme, mayın tarama gibi bir çok uygulamada kullanılmak üzere bir anten sistemi geliştirmek amacıyla bu çalışma yapılmıştır. Çalışmada yapılması ve maliyeti en uygun anten tipi olan ince antenler kullanılmıştır. Enerji maliyetini de en aza indirmek için düzlemsel yakın alan elde edilmeye çalışılmıştır. öncelikle mayın tarama amacı göz önüne alınarak, sistem bu eksende geliştirilmiştir. Bunun için toprağın elektriksel özellikleri ve uygulamada bilinen mayın boyuttan dikkate alınarak çalışma frekansları tespit edilmiştir. İnce antenler kullanılacağı düşünülerek genel sistem konfigürasyonu kurulmuştur. Sistemin daha etkin ve verimli hale getirilmesi için kullanılacak antenlerin sadece ortadan beslemeli ince dipol antenler değil, aynı zamanda uçlarından da beslenebilen ince dipol antenlerden oluşması düşünülmüştür. Sistemde kullanılan yansıtıcılar ve uçtan beslemeli dipol antenler ve diğer elektronik devreler sebebiyle, yeni bir anten geometrisi önerilmiştir- Bu geometrik antene E Şekilli Anten (EŞA) adı verilmiştir. Bu çalışmada, uçtan beslemeli dipol anten, ortadan beslemeli E Şekilli Anten (EŞA) ve uçtan beslemeli E Şekilli Anten (EŞA)'lann yakın alan ve empedans ifadeleri elde edilmiştir. Daha sonra belli bir düzlem parçasında düzlemsel yalan alan elde edebilmek için, problem uzayı tanımlanmıştır. Buna göre 1+25x2 tane anten kullanılmaktadır. Bu antenlerin besleme akımı genliği ve besleme tipi parametrelerinin ayarlanarak uygun bir çözüm takımı elde edilecek ve bu takımla söz konusu düzlem parçası üzerinde düzlemsel yalan alan elde edilecektir. Bu optimizasyon probleminin çözümü için genetik algoritma incelenmiş ve probleme uyarlanmıştır. Bir düzlem üzerinde yansıtıcı, yutucu ve ince E Şekilli Anten (EŞA)lerden oluşan bir sistemin elektrik alanını hesaplayan ve benzetim (simülasyon) yapan bir program geliştirilmiştir. Bu program aynı zamanda genetik algoritma ile çözüm yapabilmekte, anten ışıma diyagramlarım ve empedanslannı hesaplamaktadır. Bu program yardımıyla yapılan optimizasyonlar sonucu, seçilen 50-450 MHz bandında, anten düzleminin 30 cm uzaklığında düzlemsel yalan alan elde edilmiştir.

This work is done to improve an antenna system which is used for the tomography, underground investigation, mine detection, etc. In this work, the thin wire antenna, that is ease-cost and ease-manufacturing, is used. Planar near field was tried to obtain to decrease the energy cost The system was developed for the mine detection purpose, mainly. For this aim, the operation frequency was determined by consider the electrical specifications of ground and typical known mine sizes in the application. The general system configuration is set by consider using the thin wire antennas. To make the system effective, the antenna is considered as not only center fed dipole antenna, but also end fed dipole antenna. Because of the reflector which is used in the system, the end fed dipol antennas and the other electronic circuits, a new antenna geometry is proposed. This geometrical antenna is called as E shaped Antenna (ESA). In this work, the near fields and impedances of the end fed dipole antenna, the center fed E shaped Antenna (ESA) and the end fed E shaped Antenna (ESA) are obtained. Then, problem space is defined to obtain the planar near field on the deterministic plane part. For this aim, it is considered that there are 1+25x2 antennas, and the planar near field can be obtained by adjusting the antenna feeding current amplitudes and the antenna feeding type. The genetic algorithm is studied to solve this problem and adapted to the problem. A computer program, which computes electrical field of a system that contains the E Shaped Antennas, the reflector and the absorber, and simulates, is developed. This program solves problem by genetic algorithm and computes radiation diagram and impedances. A planar near field on a plane at 30 cm distance to the antenna plane, is obtained, at chosen 50-450MHz frequency band with this program.