UWB MICROSTRIP ANTENNA DESIGN FOR MICROWAVE IMAGING SYSTEMS

Abstract

Bu tezde, kanseri tespiti gibi mikrodalga görüntüleme uygulamaları için kullanılabilecek bir UGB (Ultra geniş bant) mikro şerit anten tasarlanmıştır. Normal dokular ve kanserli dokuların elektriksel özelliklerinin farklı olmasından dolayı kanserli dokuların tespiti mümkün olabilir. Bu uygulama için yüksek kazançlı bir UGB anteni kullanılabilir. Ultra geniş bant frekans aralığını kullanan mikro şerit anten uygulaması olan mikrodalga görüntülemenin, diğerlerine kıyasla düşük maliyetli ve etkili olması, ağır makine içeren, örneğin MRI gibi çok maliyetli diğer teknikler arasında daha popüler olmasını sağlar. Mikrodalga görüntüleme etkilenen dokuların çoğunu algılayacak kadar duyarlıdır. Ultra geniş bantlı sistemler, 2002'de Amerikan Federal İletişim Komisyonu’nun (FCC) tanımına göre, en az % 25'lik kesirli bant genişliği veya 1.5 GHz veya daha fazla çalışma frekansı aralığında olan cihazlardır. Başlangıçta, mikro şerit antenlerin temellerini ve türlerini teknik bilgi açısından ayrıntılı olarak açıkladık.Dipol, dizi ve reflektör antenleri gibi çeşitli anten türleri vardır, ancak mikro şerit yama antenleri olarak bilinen özel anten tiplerine odaklandık. Antenlerin, geri dönüş kaybı, gerilim duran dalga oranı ve kazanç gibi önemli parametreleri, antenin radyasyon özelliklerini anlamaya yardımcı olur. Dönüş kaybı, sinyaldeki güç kaybıdır, bu da iletim hattında tutarlılık eksikliği nedeniyle geri yansır. Nispeten mikro şerit antenlerin verimlilik, boyut ve maliyet bakımından diğer antenlere göre pek çok avantajı vardır. Mikroşerit besleme hattı kolay imalat nedeniyle yaygın olarak kullanılırken, empedans eşleştirmesi besleme hattı boyut ve konumuna göre geliştirilebilir. Önerilen antende kullanılan alt tabaka 1.6mm kalınlığında, göreceli geçirgenliği 4.4 ve kayıp teğeti 0.02 olan bir FR4'tür. Frekans Aralığı, 2.01 GHz - 7.64 GHz arasındadır ve Kesirli Bant Genişliği (FBW) %116'dır. Anten, 38 mm uzunluğunda ve 40 mm genişliğinde düşük maliyetli düşük profilli alt tabaka kullanıyor. Kısacası ultra geniş bant uygulamaları için çok kompakt bir tasarım yaratılmıştır. Yayılma yaması, 23.5 × 12 mm2 boyutlarında dikdörtgen biçimli yama içerir. Yamadaki radyasyon verimliliğini ve elektrik alan dağılımını arttırmak için bir saplama eklendi. Mikroşerit besleme hattı 50Ω empedans sağlamak için kullanıldı. Anten, mikrodalga görüntüleme amacı için oldukça iyi bir kazanç (9.40 dB) a sahiptir. Antenin yapısını tasarlamak ve analiz etmek için yüksek frekanslı yapısal simülatör (HFSS) kullanıldı.