طراحی ماتریس باتلر 4×4 باند v در فناوری موجبر شکافی ریج

در این مقاله یک ماتریس باتلر در فناوری موجبر شکافی ریج اراﺋﻪ می شود. برای این منظور ابتدا به طراحی کوپلر ریبلت در باند موج میلیمتری پرداخته می شود. ضریب تزویج کوپلر ریبلت طراحی شده db 3 و اختلاف فاز دهانه های خروجی آن 90 درجه هست. همچنین افت برگشتی از دهانه های این کوپلر در بازه فرکانسی ghz  53  تا  ghz 60  بهتر از db 10 هست. سپس به طراحی تقاطع و شیفت دهنده فاز 45 درجه در بازه فرکانسی ذکر شده پرداخته می شود به نحوی که سیگنال خروجی تقاطع و شیفت دهنده فاز با هم اختلاف فاز 45 درجه داشته باشند. با اتصال مناسب چهار کوپلر ریبلت، دو شیفت دهنده فاز و یک تقاطع، ساختار ماتریس باتلر طراحی می شود. ماتریس باتلر طراحی شده دارای 4 دهانه ورودی و 4 دهانه خروجی هست. نتایج شبیه سازی ماتریس طراحی شده توسط نرم افزار hfss نشان می دهد که به‌ازای تحریک هر دهانه ورودی در بازه فرکانسی ghz  53  تا  ghz 60  توان به‌صورت تقریباً مساوی بین 4 دهانه خروجی با نسبت حدوداً db 6- تقسیم می شود و اختلاف فاز خطی بین خروجی های ماتریس وجود دارد که با تغییر تحریک به دهانه دیگر اختلاف فاز بین خروجی ها نیز تغییر می کند. به دلیل ایجاد توزیع دامنه و فاز مطلوب در خروجی های ماتریس باتلر، نتایج شبیه سازی مورد تایید هستند. همچنین مقایسه نتایج با نتایج شبیه سازی شده توسط نرم افزار cst تاییدکننده عملکرد مناسب ماتریس طراحی شده می باشد.

design of v band 4×4 butler matrix in ridge gap waveguide technology

this paper presents a butler matrix in ridge gap waveguide (rgw)technology. for this purpose, we first design the riblet coupler in the millimeter wave band. the riblet coupler is designed with a coupling coefficient of 3 db and a phase difference of 90 degrees at the outputs. also, the return loss of all ports of this coupler in the frequency range of 53-60 ghz is better than 10 db. then we design a crossover and 45-degree phase shifter in the mentioned frequency range. by integrating four ribelt couplers, two phase shifters and a crossover, the butler matrix structure is formed. the designed butler matrix has 4 input and 4 output ports. the simulasion results of the designed matrix obtained by hfss software show that for excitation of each input port in the frequency range of 53-60 ghz, the power is divided approximately equal between 4 output ports with a ratio of about -6 db. but there is a linear phase difference between the matrix output ports, which also the phase of output ports change as the excitation port changes to other port. the simulation results are valid due to the desired amplitude and phase distribution at the matrix outputs. also, comparing the results with those obtained by cst software confirms the proper performance of the designed matrix..