Development of new antenna concepts for ground penetrating radar

Denna rapport sammanfattar studier och utveckling av tänkbara antennkoncept för person- och fordonsburna minradarsystem. Studien har koncentrerats på TEM-hoRN samt dielektriska stavantenner. Möjligheter och begränsningar hos TEM-hornantenner anpassade för impulsradar demonstreras. En antenn för impulsradar medför motstridiga krav på hög momentan bandbredd, hög antennvinst, liten storlek, eventuellt korslagd sändar- och mottagarantenn m.m. Kraftiga kompromisser måste göras. Dessa kompromisser innebär att det inte är möjligt att samtidigt uppnå hög antennvinst och stor bandbredd med en enda liten antenn. Mätningar utförda med en demonstratorantenn MPAX i inomhusmätLandskap har visat att antennen kan detektera metalliska minor, stridsvagnsminor samt splitter, metallsfärer och i viss mån truppminor som är nedgrävda i sand och jord. I de flesta tillämpningar av dielektriska stavantenner utnyttjas dessa endast över ett smalt frekvensområde. I minradartillämpningar krävs däremot mycket bred frekvenstäckning. En viktig begränsande faktor för bandbredden är antennens matning. Det visar sig att det, för att erhålla en bredbandig antenn, är fördelaktigt att hålla diametern på antennen mindre än diametern på den matande vågledaren. De numeriska simuleringarna samt den experimentella utvärderingen visade att en dubbelkonisk stavantenn ger bredbandigare egenskaper (mindre backlober, och backlober som dyker upp vid högre frekvenser) än den enkla stavantennen.