طراحی کوپلر جهتی موجبری بر اساس ساختار موجبر مجتمع درون زیرلایه

محورهای موضوعی : انرژی های تجدیدپذیر

زهره پورغلامحسین ¹ (کارشناس ارشد/دانشگاه صنعتی اصفهان)
رضا صفیان ² (استادیار/دانشگاه صنعتی اصفهان)

تاریخ دریافت : 1389/08/05 تاریخ پذیرش : 1390/11/18 تاریخ انتشار : 1392/03/11

کلید واژه: کوپلر موجبری, موجبر مجتمع زیرلایه (SIW), خم موجبر, روش چبی‌ شف,

چکیده مقاله :

موجبر مجتمع درون زیرلایه (SIW) مدل جدیدی از ساختار موجبری است که می‌تواند در مدارات مجتمع مایکروویو و موج‌میلیمتری پیاده‌سازی شود. در این مقاله یک کوپلر جهتی موجبری دو لایه بر اساس ساختار SIW پیشنهاد می‌شود. فرایند طراحی بر مبنای تئوری کوپلینگ و روش چبی‌شف می‌باشد. این ساختار پیشنهادی از ساختار مایکرواستریپ برای پورت‌های ورودی و خروجی‌ و از ساختار خم برای اعمال بر روی موجبر SIW استفاده می‌کند. بهینه‌سازی خم SIW برای حصول حداقل افت عبوری با استفاده از نرم‌افزار HFSS انجام ‌شده است. فرکانس مرکزی برای طراحی کوپلر dB 20، GHz 10 است و پهنای باند به دست آمده برای این ساختار 60 درصد می‌باشد. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهند که مقدار کوپلینگ تقریباً در تمام پهنای باند، با حداقل تغییرات dB 2 ثابت می‌ماند. از طرفی با افزایش تعداد روزنه‌ها، می‌توان به پهنای باند بیشتر دست‌ یافت. همچنین با اضافه کردن یک ردیف از روزنه‌های کوپلینگ، در طرف دیگر دیوار مشترک، دامنه امواج دو برابر می‌شود و مقدار کوپلینگ dB 6 افزایش می‌یابد.

چکیده انگلیسی:

Substrate Integrated Waveguide (SIW) is a new type of guided wave structure which could be implemented in both microwave and millimeter wave integrated circuits. In this paper a novel waveguide type directional coupler based on substrate integrated waveguide consisting a double layer dielectric substrate is proposed. The design process is carried out using coupling theory and Chebyshev method. The proposed structure is fully based on SIW structure except at the input-output ports which are microstrip lines. The SIW bends are optimized for the lowest insertion loss using HFSS software. The center frequency of designed 20dB coupler is at 10GHz with 6GHz bandwidth.  Based on the simulations the coupling remains almost constant over the coupler bandwidth with less than 2 dB variations. Larger bandwidth can be achieved by increasing the number of apertures. Also if we used a second set of apertures opposite side wall, the coupling would be increased by 6 dB.