25667

تركيب‌كننده‌ و مقسم‌توان 6دهانه‌اي 5لايه‌ي فازمكمل در باند فركانسي 23 تا 42 گيگاهرتز

كارشناسي ارشد

مهندسي برق- مخابرات ميدان و موج

1398-1400

1400/09/03

دكتر مجيد طيراني

مهندسي برق

ازجمله ادوات پركاربرد در سيستم‌هاي مايكروويوي، تركيب‌كننده‌ها و مقسم‌هاي توان هستند كه روزبه‌روز كاربرد بيشتري در صنعت مايكروويو ازجمله مدارات فركانس بالا، سيستم‌هاي مايكروويو، سيستم آنتنهاي آرايه‌اي، تقويت‌كننده‌هاي توان و... پيدا مي‌كنند و به‌طوركلي به دو دسته موجبري(غير صفحه‌اي) و صفحه‌اي تقسيم مي‌شوند. هم‌زمان با پيشرفت تكنولوژي و افزايش پيچيدگي و فركانس در طراحي مدارات مايكروويو، طراحي مقسم‌هاي توان چنددهانه‌اي به‌صورت صفحه‌اي چندلايه به‌منظور داشتن قابليت تجميع با مدارات MMIC موردتوجه قرارگرفته است. چندلايه بودن ادواتي مثل مقسم‌توان، هم به دليل كاهش ابعاد و كوچك‌سازي خود آن‌هاست و هم به دليل چندلايه بودن طراحي‌ بخش‌هاي ديگري از مدار‌ها است كه بايد اين ادوات با آن‌ها تجميع شوند. مقسم‌هايي كه در فركانس بالا و در بازه‌ي موج ميليمتري كاربرد دارند، به دليل ابعاد كوچك درگير محدوديت‌هايي از جمله دقت و امكان ساخت و... مي‌شوند و با توجه به اينكه پيش از اين ضرورت كار در اين فركانس‌ها وجود نداشته است، طرح‌هاي زيادي در اين زمينه وجود ندارد. لذا در اين پژوهش سعي مي‌شود بعد از بيان مفاهيم، ابتدا به بررسي مقسم‌توان‌هاي چندلايه يا چنددهانه‌اي ( و ترجيحا موج ميليمتري) بپردازيم. در ادامه، هدف ( مقسم توان 1به6) را به دو بخش مقسم‌توان 1به2 و مقسم‌توان 1به3 تقسيم مي‌كنيم و بعد از نهايي شدن هر دو بخش، آن‌ها را به هم متصل مي‌كنيم. در بخش اول ( طراحي مقسم توان 1به2)، بعد از بررسي و تحليل سه پيشنهاد ارائه شده كه شامل تحريك موجبر در مود اصلي و در مود دوم است، ساختار يك مقسم توان 1به2 با اختلاف فاز 180 درجه در خروجي‌ها ارائه و نهايي شده است. در بخش دوم نيز يك مقسم توان 1به3 طراحي، شبيه سازي و ارائه شده است تا در نهايت طرح پاياني تكميل گردد. ساختار ارائه شده، با در نظر گرفتن كاربرد اين مقسم به عنوان تغذيه‌ي آنتن آرايه‌اي، با استفاده از تكنيك چندلايه كردن، در فضاي كمتري نسبت به مقسم‌هاي توان ديگر با اين كاربرد، يك مقسم توان با 6 خروجي در اختيار ما قرار مي‌دهد كه مناسب تغذيه آرايه‌هاي آنتني و قابل تجميع با آن‌هاست. همچنين مي‌توان از آن در مدارات RF نيز استفاده كرد.

1400/09/17

5layer 6way complementary phase power divider and combiner in 23-42 GHz

11/24/2022 12:00:00 AM

Among the most widely used devices in microwave systems, Power components and dividers are becoming more and more used in the microwave industry, including high frequency circuits, microwave systems, array antenna systems, power amplifiers, etc. And they are generally divided into two categories: waveguide (non-planar) and planar. With the advancement of technology and the increasing complexity and frequency in the design of microwave circuits, the design of multithreaded power dividers in the form of multilayer plates in order to have the ability to integrate with MMIC circuits has been considered. The multi-layered nature of devices such as the power divider is due both to their reduced size and to the multi-layered design of other parts of the circuit with which these devices must be integrated. Power dividers that are used in high frequency and in the wavelength range, due to their small size, are subject to limitations such as accuracy and possibility of construction, etc., and considering that there was no need to work in these frequencies before, There are not many designing in this field. Therefore, in this research, after stating the concepts, we first try to examine the divider of multilayer or multilayer capabilities (and preferably millimeter wave). Next, we divide the target (power divider 1 to 6) into two parts, the power divider 1 to 2 and the power divider 1 to 3, and after finalizing both parts, we connect them. In the first part (1: 2 power divider design), after reviewing and analyzing three proposals that include waveguide excitation in the main mode and in the second mode, the structure of a 1: 2 power divider with a phase difference of 180 degrees in the outputs is presented and finalized. In the second part, a 1: 3 power divider is designed, simulated and presented to complete the final design. The proposed structure, considering the use of this divider as an array antenna power supply, using the multilayer technique, in a less space than other power dividers with this application, provides a power divider with 6 outputs that is suitable for power supply. Antenna arrays and can be integrated with them. It can also be used in RF circuits.

مقسم توان , تركيب كننده توان , ادوات پسيو , چندلايه كردن

power divider , power combiner , passive component , multi-layering