Determining the Correct Position of the Radiometric Receiver on the Parabolic Reflector Antenna for the Passive Millimeter Wave Imaging System

Abstract

In areas such as defense and navigation; a variety of weather events that prevent vision, such as fog, rain, and dust, where optical and infrared imaging systems cannot work properly, the Passive MilliMeter Wave Imaging System (PMMWIS) can be used as a complementary sensor to display the environment. This system where the radiometric receiver is located at the focal point of the parabolic reflector antenna and the antenna is scanned by a positioner operating on the two axis (azimuth and elevation) is very technological. Because the signal from the scenario displayed in a PMMWIS is rather weak; in order to achieve a good amplification and to obtain the optimal signal from the receiver, it is of great importance that the radiometric receiver should be positioned in the correct position of the parabolic reflector antenna. In this study; when the PMMWIS antenna was looking at a fixed viewing point, such as sky, the radiometric receiver was shifted at certain distances from the parabolic reflector antenna and the position where the optimal signal was obtained. The results showed that the detection was from a point close to the connecting part, not the aperture end of the horn antenna connected to the radiometric receiver.

Keywords

• focal point
• parabolic reflector antenna
• passive millimeter wave imaging system
• radiometric receiver

Pasif Milimetre Dalga Görüntüleme Sistemi için Radyometrik Alıcının Parabolik Yansıtıcı Antendeki Doğru Konumunun Belirlenmesi

Abstract

Savunma ve navigasyon gibi alanlarda, optik ve kızılötesi görüntüleme sistemlerinin sağlıklı çalışamadığı sis, yağmur ve toz gibi görüşü engelleyen çeşitli hava olaylarında, ortamı görüntülemek için, tamamlayıcı sensör olarak Pasif MiliMetre Dalga Görüntüleme Sistemi (PMMDGS) kullanılabilir. Sistem; radyometrik alıcının parabolik yansıtıcı anteninin odak noktasında bulunduğu ve bu antenin iki eksende (azimut ve kalkış) çalışan bir konumlandırıcı tarafından taranmasıyla görüntülemenin yapıldığı bir teknolojiye sahiptir. Bir PMMDGS’de görüntülenen ortamdan gelen sinyalin oldukça zayıf olmasından dolayı hem iyi bir kuvvetlendirmenin yapılması hem de alıcıdan optimal sinyalin elde edilebilmesi için radyometrik alıcının parabolik yansıtıcı antenin odak noktasına doğru konumunda yerleştirilmesi büyük bir önem arz etmektedir. Bu çalışmada; PMMDGS’nin anteni, gökyüzü gibi sabit bir görüntüleme noktasına yönlendirilmiş iken radyometrik alıcı, parabolik yansıtıcı antenden belli mesafelerde kaydırılmış ve optimal sinyalin elde edildiği konum bulunmuştur. Sonuçlar, algılamanın radyometrik alıcıya bağlı olan horn antenin açıklık ucundan değil, bağlantı kısmına yakın bir noktadan olduğunu göstermiştir.

Keywords

• odak noktası
• parabolik yansıtıcı anten
• pasif milimetre dalga görüntüleme sistemi
• radyometrik alıcı

References

1. [1] L. Yujiri, M. Shoucri, P. Moffa, “Passive millimeter-wave imaging,” Microwave Magazine IEEE, c. 4, s. 3, ss. 39-50, 2003.
2. [2] R. Appleby, R. N. Anderton, “Millimeter-Wave and Submillimeter-Wave Imaging for Security and Surveillance,” Proceedings of the IEEE, c. 95, s. 8, ss. 1683-1690, 2007.
3. [3] A. Denisov ve diğ., “Some experiments concerning resolution of 32 sensors passive 8 mm wave imaging system,” 20th. International Symposium on Space Terahertz Technology (ISSTT), Virginia, USA, 2009, ss. 227-229.
4. [4] A. Vertiy, ve diğ., “Short and Long Range Passive Imaging in Millimeter-Wave-Band,” IEEE General Assembly and Scientific Symposium (XXXth URSI), İstanbul, Türkiye, 2011, ss. 1-4.
5. [5] L. Duixian, G. Brian, P. Ulrich, G. Janusz, Advanced Millimeter-Wave Technologies, Antennas, Packaging and Circuits, Wiley Publishing, 2009.
6. [6] M. Duman, A.O. Salman, “Theoretical Investigation of Blackbody Radiation for the Passive Millimeter wave Imaging System,” 2. International Symposium on Multidisciplinary Studies and Innovative Technologies (ISMSIT), Ankara, Türkiye, 2018, ss. 1-4.
7. [7] K. P. Kumar, Ground-Based Microwave Radiometry and Remote Sensing, Methods and Applications, CRC Press, 2014.
8. [8] C. Elachi, Introduction to the Physics and Techniques of Remote Sensing, Wiley Series in Remote Sensing, 1987.

9. [9] G. Mehdi, ve diğ., “A Modular Ka-Band Front-End Receiver for Passive Imaging System,” 16th International Multi Topic Conference (INMIC), Lahore, Pakistan, 2013.
10. [10] K. Mizuno, ve diğ., “New Appications of Millimeter-Wave Incoherent Imaging,” IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, Long Beach, CA, USA, 2005.
11. [11] C. A. Balanis, Anten Teorisi Analiz ve Tasarım, 3. baskı, Nobel Yayınları, 2013.
12. [12] N. Skou, D. Le Vine, Microwave Radiometer Systems, Design and Analysis, 2. Baskı, Artech House, 2006.
13. [13] F. T. Ulaby, R. K. Moore, A. K. Fung, Microwave Remote Sensing, Active and Passive, Volume 1, Microwave Remote Sensing Fundamentals and Radiometry, Artech House Inc., 1981.