طراحی و ساخت مجیک‌تی یک لایه با استفاده از موج‌بر نصف مد مجتمع‌شده در زیرلایه برای کاربردهای باند Ku

نویسندگان

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر - دانشگاه رازی

چکیده

در این مقاله، یک مقسم توان چهار دهانه‌ای T شکل (مجیک‌تی) با استفاده از ساختار موج‌بر مجتمع‌شده در زیرلایه نصف مد (HMSIW) برای باند فرکانسی ku با ترکیب یک پیوند تی صفحه H و یک پیوند تی معکوس‌کننده فاز خط شکاف‌دار به HMSIW برروی یک زیرلایه تک‌لایه طراحی و پیشنهاد شده‌است. با استفاده از خط شکاف‌دار در پیوند تی خط شکاف‌دار به HMSIW 180 درجه اختلاف فاز در بازوهای تقسیم توان تولید شده‌است. برای بهینه‌سازی تلفات برگشتی و تقسیم توان به‌طور مساوی بین پورت‌های خروجی از یک سوراخ متالیزه در پیوند تی صفحه H استفاده شده‌است. با استفاده از نرم‌افزار HFSS این مجیک‌تی شبیه‌سازی و طراحی و سپس با استفاده از تکنولوژی برد مدار چاپی یک نمونه در باند Ku برروی یک زیرلایه تک‌لایه طراحی و ساخته شد. تلفات برگشتی نتایج اندازه‌گیری در بازه GHz  12.8 تا GHz 15.2 با پهنای باند نسبی %17 بهتر از dB 10 و عدم تعادل در دامنه و اختلاف فاز در خروجی به ترتیب dB 0.34 و 3 درجه می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Single-Layered Magic-T using Half Mode Substrate Integrated Waveguide for Ku band

نویسندگان [English]

  • M. S. Bayati
  • T. Khorand
Faculty of Electrical and Computer Engineering, Razi University, Kermanshah, Iran
چکیده [English]

In this paper, a new single layer half mode substrate integrated waveguide (HMSIW) magic-T utilizing H-plane HMSIW power divider and E-plane slotline-to-HMSIW transition has been designed and proposed. By using slotline in the E-plane T-junction, a 180° out-of-phase between two output ports has been generated. In order to optimize return loss and split the input signal equally into two in-phase signals at the output ports, a metallic via hole in the H-plane T-junction has been used. The magic-T is simulated and optimized by Ansoft HFSS software and a Ku-band prototype is designed and fabricated using the standard printed circuit board process. Experimental results demonstrate that the return losses are less than 10 dB, and the fabricated HMSIW magic-T has a 17% bandwidth over frequency range of 12.8-15.2 GHz with 0.34 amplitude imbalances and 3° phase differences in the output ports.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Half mode substrate integrated wave guide
  • magic-T and slot line

مراجع

[1] Hirokawa J, Ando M., “Single-layer feed waveguide consisting of posts for plane TEM wave excitation in parallel plates,” IEEE Trans Antennas Propag vol. 46, no. 5, pp. 625–630, 1998.
[2] Deslandes D, Wu K., “Integrated microstrip and rectangular waveguide in planar form,” IEEE Microw Wirel Components Lett. Vol. 11, no. 2, pp. 68–70, 2001.
[3] Deslandes D., “Design equations for tapered microstrip-to-Substrate Integrated Waveguide transitions,” IEEE MTT-S Int. Microw. Symp, p. 704–707, 2010.
[4] Feng Xu, Ke Wu., “Guided-wave and leakage characteristics of substrate integrated waveguide,” IEEE Trans Microw Theory Tech, vol. 53, no. 1, pp. 66–73, 2005.
[5] Hong W, Liu B, Wang Y, Lai Q, Tang H, Yin XX, et al., “Half Mode Substrate Integrated Waveguide: A New Guided Wave Structure for Microwave and Millimeter Wave Application,” 31st Int. Conf. Infrared Millim. Waves and 14th Int. Conf. Teraherz Electron., IEEE, pp. 219–219, 2006.
[6] Liu B, Hong W, Wa Y-Q, Lai Q-H, Wu K., “Half Mode Substrate Integrated Waveguide (HMSIW) 3-dB Coupler,”. IEEE Microw Wirel Components Lett, vol. 17, no. 1, pp.22–24, 2007.
[7] Liu B, Wei Hong W, Lin Tian L, Hong-Bing Zhu H-B, Wei Jiang W, Ke Wu K., “Half mode substrate integrated waveguide (HMSIW) multi-way power divider,” Asia-Pacific Microw. Conf., IEEE, pp. 917–920, 2006.
[8] Tokumitsu T, Hara S, Aikawa M., “Very small, ultra-wideband MMIC magic-T and applications to combiners and dividers,” IEEE MTT-S Int. Microw. Symp. Digest, vol. 3, pp. 963–966, 1989.
[9] He FF, Wu K, Hong W, Han L, Chen X., “A Planar Magic-T Structure Using Substrate Integrated Circuits Concept and Its Mixer Applications,” IEEE Trans Microw Theory Tech, vol. 59, no. 1. pp. 72–79, 2011.
[10] Fan Fan He, Ke Wu, Wei Hong, Hong Jun Tang, Hong Bing Zhu, Ji Xin Chen., “A Planar Magic-T Using Substrate Integrated Circuits Concept,” IEEE Microw Wirel Components Lett, vol. 18, no. 6, pp. 386–388, 2008.
[11] Feng W, Che W, Deng K., “Compact planar magic-T using E-plane substrate integrated waveguide (SIW) power divider and slotline transition,” IEEE Microw Wirel Components Lett, vol. 20, no. 6, pp. 331–333, 2010.
[12] Feng W, Che W, Eibert TF., “Compact planar magic-T using half mode substrate integrated waveguide and slotline coupling,” IEEE MTT-S Int. Microw. Symp., p. 1–4, 2011.
[13] P. Li, H. Chu and S. Chen, “SIW magic-T with bandpass response,” Electronics Letters, Vo. 51, No. 14, pp. 1078-1080, 2015.
[14] Mahdad Mansouree and Alireza Yahaghi, “Planar Magic-Tee Using Substrate Integrated Waveguide Based on Mode-Conversion Technique,” IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 26, no. 5, pp. 307-309, 2016
[15] Zinieris MM, Sloan R, Davis LE., “A broadband microstrip-to-slot-line transition,” Microw Opt Technol Lett, vol. 18, pp.339–342, 1998.
مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز
دوره 49، شماره 1 - شماره پیاپی 87
اردیبهشت 1398
صفحه 235-240

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار