Mikrodalga görüntüleme uygulamaları için bir düzlemsel dikdörtgen monopol anten tasarımı ve optimizasyonu

KURT, Muhammed Bahaddin; Çelik, Ali Recai; HELHEL, SELÇUK

Mikrodalga görüntüleme uygulamaları için bir düzlemsel dikdörtgen monopol anten tasarımı ve optimizasyonu

Ali Recai ÇELİK, (Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, Mühendislik Fakültesi, Dicle Üniversitesi, Diyarbakır, Türkiye.)

Muhammed Bahaddin KURT, (Dicle Üniversitesi, Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü, Diyarbakır)

Selçuk HELHEL (Akdeniz Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, Antalya, Türkiye)

Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi

7 0

Yıl: 2018 Cilt: 9 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 1 - 12 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 17-09-2019

Mikrodalga görüntüleme uygulamaları için bir düzlemsel dikdörtgen monopol anten tasarımı ve optimizasyonu

Öz:

Bu çalışmada, mikrodalga görüntüleme sistemlerinde kullanılmaya uygun olan çok-geniş bantlı, küçükboyutlu ve yönlü ışıma diyagramına sahip bir antenin tasarlanması amaçlanmıştır. Mikrodalga görüntülemesistemleri ile ilgili araştırmalar özellikle meme kanseri tespitinde sistemin kullanımının avantajlı olduğunukanıtlamış ve son yıllarda sistemin geliştirilmesine yönelik çalışmaların artış göstermesini sağlamıştır.Mikrodalga görüntüleme tekniğinin temel prensibi, verici anten ile sinyalin hedefteki materyale gönderilmesive saçılan sinyalin alıcı anten ile alınıp işlenmesi şeklindedir. Bu nedenle, kullanılacak anten seçimiölçümlerde önemli bir rol oynamaktadır. Hafiflik, küçük hacim, sistemlere kolay entegre olabilme, düşükprofilli yüzeysel görünüme ve düşük üretim maliyetine sahip olma gibi özellikleri nedeniyle ‘Mikroşerit YamaAntenler’in kullanımı birçok uygulamada görülmektedir. Ancak geleneksel mikroşerit antenlerin bandgenişliklerinin dar ve kazançlarının düşük oluşu, geniş bant aralığındaki sinyallere ihtiyaç duyanmikrodalga görüntüleme gibi sistemler için önemli bir engel teşkil etmektedir. Bu nedenle çeşitlimodifikasyon teknikleri kullanılarak mikroşerit antenlerin dezavantajlarını ortadan kaldırmaya yönelik çoksayıda çalışma yapılmıştır. Bozulmuş toprak yüzey kullanma, yama veya toprak üzerinde yarıklar açma,parazit eleman ekleme, besleme tekniğini ve konumunu değiştirme gibi yöntemler antenin performansınıartırma amacıyla yapılan işlemlerden bazılarıdır. Bozulmuş toprak kullanma tekniği ile mikroşerit antenintam haldeki toprak yapısının bozularak kısmi hale getirilmesi işlemi ile oluşturulan antenlere ‘düzlemselmonopol anten’ adı verilir. Işıma yamalarının geometrik şekillerine göre, eliptik, dairesel, dikdörtgen, kareveya bu şekillerin birleşimleri ile adlandırılan monopol antenlerin en önemli özelliği çok-geniş frekansbandında çalışabilmeleridir. Bu çalışmada dikdörtgen yamalı düzlemsel anten tasarımının yapılmasıplanlanmış, istenilen amaca uygun olarak optimizasyonlar gerçekleştirilmiş ve antenin analizi yapılmıştır.L-şekilli toprak yüzey kullanılarak yönlü bir ışıma diyagramı elde edilmiş, toprakta açılan bir çentik ile bandgenişliği artırılmıştır. Yamadan çıkarılan yarıklar ile ardışık rezonanslar oluşturulmuş, besleme hattınınkonumu optimize edilerek empedans uyumu artırılmıştır. Yapılan tüm işlemlerin neticesinde; bant genişliği3-10 GHz bandını tam olarak kapsamakta olan ve bant içindeki farklı frekans noktalarında yönlülüğü stabildurumda olan küçük yapılı bir anten tasarlanmıştır. Bu özelliklere sahip olan antenin, mikrodalgagörüntüleme sistemleri için gerekli şartları sağladığı söylenebilir.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Derleme Erişim Türü: Erişime Açık

Abbosh, A.M., (2008). Directive antenna for ultrawideband medical imaging systems, International Journal of Antennas and Propagation, Available from doi: 10.1155/2008/854012
Agrawall, N.P., Kumar G., Ray K.P., (1998). Wide- band planar monopole antennas, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 46, 294–295.
Almazroui, S., (2015). Microwave imaging for security applications, PhD Thesis, The Unıversıty of Sussex, Department of Engineering and Informatics, UK.
Andukar, A.G., Deshmukh, R., Bansod, B., (2016). A review on imaging techniques in food safety and its advancements, International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering, 5, 980-983.
Ansys HFSS, (2014). Ansys Corporation, USA.
Azim R., Islam M.T., Misran N., (2013). Microstrip line-fed printed planar monopole antenna for UWB, Arabian Journal for Science and Engineering. 38, 2415–2422.
Bah M.H., Hong J., Jamro D.A. (2015). Ground slotted monopole antenna design for microwave breast cancer detection based on time reversal MUSIC, Progress In Electromagnetics Research, 59, 117–126.
Bassi, M., Caruso, M., Khan, M.S., Bevilacqua, A., Capobianco, A.D., Neviani, A., (2013). An integrated microwave imaging radar with planar antennas for breast cancer detection, IEEE Transactions on Microwave Theory And Techniques, 61, 5, 2108-2118.
Balanis C.A., (2015). Antenna Theory: Analysis and Design 3rd ed, Wiley, New Jersey, USA.
Çalışkan, R., Gultekin, S.S., Uzer, D., Dundar, O., (2015). A microstrip patch antenna design for breast cancer detection, World Conference on Technology, Innovation and Entrepreneurship, Istanbul, Türkiye.
Çelik, A.R., Kurt, M.B., Helhel, S., (2017). An overview of electromagnetic methods for breast cancer detection and a novel antenna design for microwave imaging, International Conference on Engineering Technologies, Konya, Türkiye.
Çelik, A.R., Kurt, M.B., Helhel, S., (2017). Design of an elliptical planar monopole antenna for using in radar-based and ultra-wideband microwave imaging system, International Research Journal of Engineering and Technology, 4, 11, 1978- 1983.
Deng, Y., Liu, X., (2011). Electromagnetic imaging methods for nondestructive evaluation applications, Sensors, 11, 12, 11774–11808.
Golezani J.J., Abbak M., Akduman I., (2012). A novel compact wideband directional monopole antenna for use in radar applications, Proceedings, 15th International Symposium on Antenna Technology and Applied Electromagnetics, Toulouse, France.
Guha D., Biswas M., Antar Y.M.M. (2005). Microstrip patch antenna with defected ground structure for cross polarization suppression. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, 4, 455–458.
Haraz, O., Sebak, A.R, (2013). UWB Antennas for Wireless Applications. Advancement in Microstrip Antennas with Recent Applications. IntechOpen: Rijeka, European Union.
Jiya, E.A., Anwar, N.S.N, Abdullah,M.Z., (2016). Detection of cracks in concrete structure using microwave imaging technique, International Journal of Microwave Science and Technology, Article ID 3195716.
Kumar, G., Ray K.P., (2003). Broadband microstrip antennas, Artech House, Norwood MA, USA.
Locatelli, A., Modotto, D., Pigozzo, F.M., Boscolo, S., Autizi E., Angelis, C.D., Copabianco, A.D., Midrio, M., (2007). Highly directional planar ultrawide band antenna for radar applications. Proceedings, European Microwave Conference, Munich, Germany. 1421-1424.
Sever, E., (2011), Eş düzlemsel hat girişli ve çift bantlı bir monopol planar anten tasarımı, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
Tseng, C.F., Huang, C.L., Hsu C.H., (2009). Microstrip-Fed monopole antenna with a shorted parasitic element for wideband application. Progress In Electromagnetics Research. 7, 115– 125.
Unal, I., Turetken, B., Canbay, C., (2008). Spherical conformal bowtie antenna for ultrawide band microwave imaging of breast cancer tumor. Applied Computational Electromagnetics Society (ACES) Journal, 29, 2, 124-133.
Xiao, X., Kikkawa, T., (2008). Influence of the Organism Interface on the Breast Cancer Detection by UWB. Applied Surface Science. 255, 597–599.
Zhang, H., Zhou, U., Wu, Z., Xin, H., Ziolkowski, R.W. (2010). Designs of ultra wideband (UWB) printed elliptical monopole. Microwave and Optical Technology Letters. 52, 466–471.
Zhang, Y., (2014). Microwave imaging for ultra- wideband antenna based cancer detection, PhD Thesis, The University of Edinburgh, South Bridge, Edinburgh, Scotland.

APA	Çelik A, KURT M, HELHEL S (2018). Mikrodalga görüntüleme uygulamaları için bir düzlemsel dikdörtgen monopol anten tasarımı ve optimizasyonu. , 1 - 12.
Chicago	Çelik Ali Recai,KURT Muhammed Bahaddin,HELHEL SELÇUK Mikrodalga görüntüleme uygulamaları için bir düzlemsel dikdörtgen monopol anten tasarımı ve optimizasyonu. (2018): 1 - 12.
MLA	Çelik Ali Recai,KURT Muhammed Bahaddin,HELHEL SELÇUK Mikrodalga görüntüleme uygulamaları için bir düzlemsel dikdörtgen monopol anten tasarımı ve optimizasyonu. , 2018, ss.1 - 12.
AMA	Çelik A,KURT M,HELHEL S Mikrodalga görüntüleme uygulamaları için bir düzlemsel dikdörtgen monopol anten tasarımı ve optimizasyonu. . 2018; 1 - 12.
Vancouver	Çelik A,KURT M,HELHEL S Mikrodalga görüntüleme uygulamaları için bir düzlemsel dikdörtgen monopol anten tasarımı ve optimizasyonu. . 2018; 1 - 12.
IEEE	Çelik A,KURT M,HELHEL S "Mikrodalga görüntüleme uygulamaları için bir düzlemsel dikdörtgen monopol anten tasarımı ve optimizasyonu." , ss.1 - 12, 2018.
ISNAD	Çelik, Ali Recai vd. "Mikrodalga görüntüleme uygulamaları için bir düzlemsel dikdörtgen monopol anten tasarımı ve optimizasyonu". (2018), 1-12.

APA	Çelik A, KURT M, HELHEL S (2018). Mikrodalga görüntüleme uygulamaları için bir düzlemsel dikdörtgen monopol anten tasarımı ve optimizasyonu. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 9(1), 1 - 12.
Chicago	Çelik Ali Recai,KURT Muhammed Bahaddin,HELHEL SELÇUK Mikrodalga görüntüleme uygulamaları için bir düzlemsel dikdörtgen monopol anten tasarımı ve optimizasyonu. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi 9, no.1 (2018): 1 - 12.
MLA	Çelik Ali Recai,KURT Muhammed Bahaddin,HELHEL SELÇUK Mikrodalga görüntüleme uygulamaları için bir düzlemsel dikdörtgen monopol anten tasarımı ve optimizasyonu. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, vol.9, no.1, 2018, ss.1 - 12.
AMA	Çelik A,KURT M,HELHEL S Mikrodalga görüntüleme uygulamaları için bir düzlemsel dikdörtgen monopol anten tasarımı ve optimizasyonu. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi. 2018; 9(1): 1 - 12.
Vancouver	Çelik A,KURT M,HELHEL S Mikrodalga görüntüleme uygulamaları için bir düzlemsel dikdörtgen monopol anten tasarımı ve optimizasyonu. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi. 2018; 9(1): 1 - 12.
IEEE	Çelik A,KURT M,HELHEL S "Mikrodalga görüntüleme uygulamaları için bir düzlemsel dikdörtgen monopol anten tasarımı ve optimizasyonu." Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 9, ss.1 - 12, 2018.
ISNAD	Çelik, Ali Recai vd. "Mikrodalga görüntüleme uygulamaları için bir düzlemsel dikdörtgen monopol anten tasarımı ve optimizasyonu". Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi 9/1 (2018), 1-12.