الگوریتم طراحی تغییر دهنده فاز تک-چنبره‌ای مبتنی بر فرامواد

در این مقاله، الگوریتم طراحی تغییر فاز دهنده تک-چنبره ای فریتی مبتنی بر فراماده باند x معرفی شده است. برای طراحی چنین تغییردهنده فاز ابتدا هسته فریتی mng (با تراوایی مغناطیسی منفی) در مد بایاس غیرمعمولی پیاده سازی می شود. سپس بخش eng (با نفوذپذیری الکتریکی منفی) که از خطوط متالیزه روی زیرآیند تشکیل شده، طراحی می گردد. در نهایت برای تطبیق امپدانس ورودی و خروجی تغییردهنده فاز، از ساختار دولایه دی الکتریکی به روش دوجمله ای استفاده می شود. نتایج شبیه سازی ها، نشان می دهد که به کارگیری شکل چنبره ای تغییردهنده فاز، نقص بزرگ تغییردهنده های فاز فریتی مبتنی بر فراماده که در قالب موجبری ساخته می شوند را مرتفع ساخته است، به طوری که ساختار بسیار پیچیده آزمایشگاهی بایاس با دامنه میدان مغناطیسی koe 67 را به زیر oe 50 کاهش داده است به نحوی که به راحتی با یک سیم تحریک جایگزین شده است. به علاوه، با معرفی ساختار جدید هسته مرکزی و شبکه تطبیق امپدانس، دومین ایراد عمده تغییردهنده های فاز فریتی مبتنی بر فراماده که تلفات آنهاست، از db 10 به db 2.5 کاهش یافته است.

Metamaterial Based, Single Toroidal Phase Shifter Design Algirithm

In this paper, a metamaterial based toroidal ferrite phase shifter design algorithm has been introduced in X band. For the design of such a phase shifter, first the MNG (negative μ) ferrite core in extraordinary bias mode should be implemented. Then, the ENG (negative ε) part composed of parallel metallized lines should be designed on a substrate board. Finally, the input and output port impedance matching could be accomplished by using two section dielectric step transformers layout using binomial tapering method. According to the simulation results, the closed toroidal ferrite core shape, has treated the main disadvantage of metamaterial waveguide phase shifter’s experimental bias complications, and it has reduced the amplitude of magnetic bias filed from the typical range of (67 kOe) to under the acceptable 100 Oe value, which could be  achieved using a simple wire. Moreover, by introducing a new core structure and an impedance matching network in the proposed phase shifter, the second main disadvantage of the metamaterialbased ferrite phase shifter which is their high insertion loss, has decreased from 10 dB to 3.2 dB.