Design and Simulation of a Log-Periodic Fractal Antenna for the Detection of Plastic Mines

• Paz Penagos, Hernan ^[1] ; Blanco, Cristian ^[1]
  1. [1] Universidad Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito, Master’s program in Electronic engineering, Bogotá D.C, Colombia
• Localización: Revista Politécnica, ISSN-e 2477-8990, Vol. 53, Nº. 1, 2024 (Ejemplar dedicado a: Revista Politécnica), págs. 21-30
• Idioma: inglés
• DOI: 10.33333/rp.vol53n1.02
• Títulos paralelos:
  • Projeto e Simulação de uma Antena Fractal Log-Periódica para a Detecção de Minas de Plástico
  • Diseño y Simulación de una Antena Fractal Log-Periódica para la Detección de Minas de Plástico
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  • Texto completo
• Resumen
  • español

    Se diseña y simula una antena de registro periódico fractal para un radar de penetración terrestre (GPR) con el fin de evaluar la detección de minas plásticas. El concepto de pseudo-ángulo de Brewster se considera en la simulación para forzar el componente de reflexión a un valor mínimo. La metodología se enfoca en la caracterización y modelado de los medios de transmisión y la mina plástica, además, se simula la presencia de la onda estacionaria en el sistema para evaluar la señal de retorno en la antena receptora del GPR. Como resultado se destaca la característica multibanda de la antena fractal log-periódica y la relación señal a ruido (SNR) de 10,17 dB obtenida para la frecuencia de resonancia de 1,35 GHz. Asimismo, el pseudoángulo de Brewster de 70,47° minimiza la reflexión de la onda electromagnética incidente en la transición entre dos medios dieléctricos, con pérdidas y dispersivos en frecuencia (espacio libre-tierra).

     

  • português

    Uma antena de gravação periódica fractal para um radar de penetração no solo (GPR) é projetada e simulada para avaliar a detecção de minas de plástico. O conceito de pseudo-ângulo de Brewster é considerado na simulação para forçar o componente de reflexão a um valor mínimo. A metodologia foca na caracterização e modelagem do meio de transmissão e da mina de plástico, além disso, simula-se a presença da onda estacionária no sistema para avaliar o sinal de retorno na antena receptora GPR. Como resultado, destacam-se a característica multibanda da antena fractal log-periódica e o SNR de 10,17 dB obtido para a frequência de ressonância de 1,35 GHz. Da mesma forma, o pseudoângulo de Brewster de 70,47° minimiza a reflexão da onda eletromagnética incidente em a transição entre dois meios dielétricos, com perdas e dispersiva em frequência (espaço-terra livre).

  • English

    A fractal log periodic antenna for a Ground Penetrating Radar (GPR) is designed and simulated to evaluate the detection of plastic mines. The Brewster pseudo-angle concept is considered in the simulation to force the reflection component to a minimum value. The methodology focuses on the characterization and modeling of the transmission media and the plastic mine, in addition, the presence of the standing wave in the system is simulated to evaluate the return signal in the receiving antenna of the GPR. As a result, the multiband characteristic of the log-periodic fractal antenna and the signal-to-noise ratio (SNR) of 10,17 dB obtained for the resonance frequency of 1,35 GHz stand out. Likewise, the pseudo-Brewster angle of 70,47° minimizes the reflection of the incident electromagnetic wave in the transition between two dielectric media, with losses and dispersive in frequency (free space-ground).

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