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Authors
Abstract(s)
In this thesis, the design of an array of antennas for a passive radar system
is presented. The need to reinforce the ability of monitoring the maritime space
with a low-cost, low-profile and light-weight passive synthetic aperture radar (SAR)
motivated this work to be assembled on an Unmanned Aerial Vehicle (UAV), so that
it can track ships and other vessels by the coastline, thus preventing illicit activities. This study focuses on the design and assessment of low-profile planar antenna
arrays for passive radars at ISM-band of 2.45 GHz. The analytical formulation of
the design of a stand-alone patch antenna is performed, which is followed by the
detailed formulation of uniform and Chebyshev antenna arrays, including their feeding network and guidelines to obtain proper impedance matching. It is well-known
that uniform arrays suffer from high sidelobe level, which may affect the detection
of targets. As an alternative, we focus on the design of Chebyshev arrays, in order to achieve lower side lobe level, in the interest of increasing the probability of
ambiguous detections and better tracking of the targets. Both arrays are designed
and optimized through full-wave simulations using Computer Simulation Technology (CST). Good impedance matching at 2.45 GHz is obtained for both numerical
and experimental results. Regarding the radiation pattern, the experimental assessment confirmed the right sidelobe level for the uniform array, although there are
differences for the Chebyshev due to limitations in the measurement setup. Future
work should include the optimization of the sidelobe level of the Chebyshev array.
Nesta tese, é apresentado o projeto de um agregado de antenas para um sistema de radar passivo. A necessidade de reforçar a capacidade de monitorização do espaço marítimo com um radar de abertura sintética (SAR) passivo de baixo custo, baixo perfil e baixo peso motivou a implementação deste trabalho num Veículo Aéreo Não Tripulado (UAV), para que possa fazer o seguimento de navios e outras embarcações pela orla costeira, evitando assim atividades ilícitas. Este estudo concentra-se no projeto e avaliação de agregados de antenas planares de baixo perfil para radares passivos na banda ISM de 2.45 GHz. A formulação analítica do projeto de uma antena patch com um elemento isolado é realizada, seguida pela formulação detalhada de agregados de antenas uniformes e Chebyshev, incluindo as suas redes de alimentação e diretrizes para obter a adequada adaptação de impedâncias. É bem sabido que os agregados uniformes sofrem de um elevado nível de lobos secundários, o que pode afetar a detecção de alvos. Como alternativa, focamos no projeto em agregados de Chebyshev, a fim de atingir um nível de lobos secundários inferior, com o interesse de aumentar a probabilidade de detecções ambíguas e melhor seguimento dos alvos. Ambos os agregados são projetados e otimizados por meio de simulações de onda completa usando o Computer Simulation Technology (CST). Uma boa adaptação de impedâncias em 2.45 GHz foi obtida para resultados numéricos e experimentais. Em relação ao diagrama de radiação, a avaliação experimental confirmou o nível certo de lobos secundários para o agregado uniforme, embora existam diferenças para o agregado de Chebyshev devido a limitações na configuração da medição. Trabalhos futuros devem incluir a otimização do nível de lobos secundários do agregado de Chebyshev.
Nesta tese, é apresentado o projeto de um agregado de antenas para um sistema de radar passivo. A necessidade de reforçar a capacidade de monitorização do espaço marítimo com um radar de abertura sintética (SAR) passivo de baixo custo, baixo perfil e baixo peso motivou a implementação deste trabalho num Veículo Aéreo Não Tripulado (UAV), para que possa fazer o seguimento de navios e outras embarcações pela orla costeira, evitando assim atividades ilícitas. Este estudo concentra-se no projeto e avaliação de agregados de antenas planares de baixo perfil para radares passivos na banda ISM de 2.45 GHz. A formulação analítica do projeto de uma antena patch com um elemento isolado é realizada, seguida pela formulação detalhada de agregados de antenas uniformes e Chebyshev, incluindo as suas redes de alimentação e diretrizes para obter a adequada adaptação de impedâncias. É bem sabido que os agregados uniformes sofrem de um elevado nível de lobos secundários, o que pode afetar a detecção de alvos. Como alternativa, focamos no projeto em agregados de Chebyshev, a fim de atingir um nível de lobos secundários inferior, com o interesse de aumentar a probabilidade de detecções ambíguas e melhor seguimento dos alvos. Ambos os agregados são projetados e otimizados por meio de simulações de onda completa usando o Computer Simulation Technology (CST). Uma boa adaptação de impedâncias em 2.45 GHz foi obtida para resultados numéricos e experimentais. Em relação ao diagrama de radiação, a avaliação experimental confirmou o nível certo de lobos secundários para o agregado uniforme, embora existam diferenças para o agregado de Chebyshev devido a limitações na configuração da medição. Trabalhos futuros devem incluir a otimização do nível de lobos secundários do agregado de Chebyshev.
Description
Keywords
Passive Radar Antenna Array Patch Antenna Chebyshev Design Method