آنتن بازتابنده‌ي كاسگرين موج ميليمتري تمركز دهنده‌ي توان در ناحيه‌ي ميدان نزديك

Millimeter Wave Near-field Focusing Cassegrain Reflector Antennas

عمده ترين كاربرد موج ميليمتري تصوير برداري از اشياي فلزي مدفون است. با توجه به منحني هاي تضعيف سيگنال ، فركانس 94 گيگاهرتز يكي از انتخابهاي طيف موج ميليمتري مي باشد. در اين مقاله، طراحي و شبيه سازي آنتن يك سامانه تصوير بردار موج ميليمتري مورد بحث و بررسي قرار مي گيرد. هدف غايي از سامانه‌ي مذكور استخراج تصوير با دقت تفكيك 2 سانتي متر در 2 سانتي متر در فاصله چهارمتري (ميدان نزديك) است. بدين لحاظ جهت نيل به هدف فوق، توان سيگنال در فاصله چهار متري و افست يك سانتي متري از محور آنتن بايستي به اندازه نصف آن در همين فاصله روي محور آنتن باشد. با توجه به ويژگي مذكور نياز به يك آنتن بازتابنده با قطر 70 سانتي متر با ساختار كاسگرين است. آنتن تغذيه بازتابنده داراي پهناي پرتو 12 دسيبل به اندازه 24 درجه با مركز فاز نقطهاي است. با توجه به آنكه نقطه تمركز انرژي در فاصله‌ي ميدان نزديك قرار دارد از بازتابنده هاي فرعي مختلفي جهت استحصال بهترين بازدهي استفاده شده است. همچنين اثر چرخاندن بازتابنده ي فرعي روي توزيع توان و بازده براي سه زاويه نشان داده شده است.

The most common application of millimeter wave is the imaging from buried metals. 94 GHz is one of the best choices due to the signal loss curves. In this paper the antenna of a millimeter wave imaging system is studied. The main purpose is to provide an image with 2 cm × 2 cm resolution at 4 m distance (near-field). The power at this distance with 1 cm offset should be half of the power on the antenna axis without offset. Therefore the antenna diameter should be about 70 cm. The feed antenna has the -12dB beamwidth of 24° and its phase center is approximately placed on a single point for both e-plane and h-plane patterns. Different sub-reflectors are used to obtain the best efficiency for the near-field focusing antenna. Finally the effect of rotating the sub-reflector of antenna system is indicated for three angles on the form of field distribution and the efficiency of antenna system.