تحسين الربح ونسبة الحزمة الإشعاعية الأمامية إلى الخلفية لهوائي ربطة العنق فائق المجال الترددي باستخدام العواكس لتطبيقات سبر أعماق الأرض

الملخص

تم في هذه المقالة تحسين الربح ونسبة الحزمة الإشعاعية الأمامية إلى الخلفية F/B لهوائي ربطة العنق فائق المجال الترددي لتلبية متطلبات تطبيقات رادار سبر أعماق الأرض GPR. يجب أن تتمتع هذه الهوائيات بربح جيد باتجاه الأرض لتحقيق مزيد من القدرة على الاختراق، وكذلك نسبة F/B عالية لتوفير الطاقة وتقليل التداخلات الكهرطيسية الخارجية. تم ذلك عن طريق إضافة عواكس مستوية وقطع مكافئ للهوائي المقترح والذي يبلغ عرض مجاله الترددي الكسري 138% ضمن المجال (1-5.45) GHz. تم إجراء المحاكاة باستخدام برنامج CST Microwave Studio لدراسة تأثير كل عاكس على تحسين الربح ونسبة F/B. حقق العاكس المستوي تحسيناً أعظمياً في الربح باتجاه الأرض بمقدار 4.75 dB، وقيمة أعظمية لنسبة F/B بمقدار 14 dB وذلك ضمن المجال الترددي (1-2) GHz فقط، فلم يتمكن من تغيير السلوك العام لربح الهوائي الأساسي. بينما حقق عاكس القطع المكافئ تحسيناً أعظمياً في الربح باتجاه الأرض بمقدار 35.35 dB، وقيمة أعظمية لنسبة F/B بمقدار 33.79 dB وذلك ضمن كامل المجال الترددي للهوائي الذي أصبح عرض مجاله الترددي الكسري 156% ضمن المجال (0.92-7.44) GHz. بناء على هذه النتائج تم تصنيع الهوائي وإضافة عاكس القطع الزائد، وتم قياس الربح باتجاه الأرض وعامل الانعكاس، وأظهرت نتائج القياسات تطابقاً جيداً مع نتائج المحاكاة.