طراحی و ساخت شیفت دهنده های فاز غیر فعال فوق باند پهن فرکانس بالا با ساختار مایکرو استریپی تک لایه

در این مقاله روشی برای طراحی و پیاده سازی شیفت دهنده فاز فوق پهن باند در محدوده فرکانسی 618 ghz با پهنای باند نسبی حدود صد درصد ارائه شده که ساختار آن از خطوط انتقال مایکرو استریپ همراه با استابهای اتصال کوتاه تشکیل شده است. این ساختار در مقایسه با شیفت دهنده های فاز مرسوم که از خطوط کوپل شده و ساختارهای چند لایه استفاده میکنند، از لحاظ پیاده سازی و ساخت ساده تر بوده و با این روش طراحی و بهینه سازی میتوان میزان شیفت فاز دلخواه را در حالتی که امپدانسهای ورودی و خروجی اختیاری باشند، ایجاد نمود. با روش بهینه سازی کمترین مربع خطا مقادیر ابعاد مدار بدست می آید. برای طراحی شیفت دهنده های فاز، یک برنامه کامپیوتری که از مدلهای مداری خطوط مایکرو استریپ و روابط شبکه های مایکروویو استفاده میکند نوشته شده و نتایج آن توسط نرم افزارهای تمام موج الکترومغناطیسی با در نظر رفتن تاثیر اتصالات t بهبود یافته است. شیفت دهنده فاز 45 درجه درحالتی که امپدانسهای ورودی و خروجی برابر با 50 اهم باشند، طراحی، شبیه سازی و ساخته شد. همچنین شیفت دهنده فاز 90 درجه در حالتی که امپدانسهای ورودی و خروجی نامساوی و برابر با 50 و 75 اهم باشند طراحی و شبیه سازی شد. بررسی نتایج بدست آمده از شبیه سازی تمام موج و پیاده سازی عملی ساختار در مورد ضرایب انعکاس و انتقال و شیفت فاز، مشخص میکند که اهداف طراحی تا حدود زیادی برآورده شده اند.

Design and Implementation of Ultra-Wideband Passive High Frequency Phase Shifter with Single Layer Microstrip Structure

In this paper, a method is presented for design and realizing ultrawideband phase shifter in frequencies beyond 10 GHz with about a hundred percent fractional bandwidth. Its structure is composed of microstrip transmission lines and short circuited stubs. Its combination has advantages, from fabrication and realization viewpoint, over conventional structures that utilize coupled transmission lines and multilayer structures. With this design and optimization method, it is possible to manufacture phase shifters with arbitrary phase shifts as well as arbitrary input and output impedances. The values of circuit dimensions is obtained using the optimization of least mean square combination of error function. To design phase shifters, a computer program is written which utilizes circuit models of microstrip transmission lines and microwave network relations. Its results are then improved using fullwave electromagnetic softwares to consider parasitic effects of Tjunctions. 45 degree phase shifter with 50 ohms inputoutput impedances is designed, simulated and fabricated. Also, the 90 degree phase shifter was designed and simulated in the case that the input and output impedances be unequal, assuming to be 50 and 75 ohms. By investigation of the results of transmission and reflection coefficients and phase shifts obtained from fullwave simulation and practical realization, it is clear that the design goals are highly satisfied.