Skip to main content
SUPERVISOR
Abolghasem Zeidaabadi Nezhad,Amir Borji
ابوالقاسم زیدابادی نژاد (استاد مشاور) امیر برجی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Soghra Sarkouyeh
صغری سرکویه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389
Phase shifters are common microwave devices, which are widely used in electronic beam scanning phased array antennas, microwave instrumentation and measurement systems, modulators and many other industrial applications. In order to get wideband performance, phase shifters are usually realized in planar stripline technology due to its nondispersive and broadband propagation properties and the approach of coupled transmission lines is usually employed. One of the earliest designs which used the coupled lines method to construct broadband phase shifters is the Schiffman differential phase shifter. To obtain a broader bandwidth with an acceptable phase ripple by using the edge-coupled method, some authors proposed the use of cascaded multiple coupled sections, so that coupled lines can be connected to each other to build multisession phase shifter. Because the bandwidth is increased with coupling increasing, therefore stronger coupling is needed. Generally the coupling in a coupled line is too loose, so to achieve strong coupling, it is necessary that the lines are very tight together and this leads to an increase in conductor losses and difficulty of fabrication. One way to increase the coupling between edge-coupled lines is to use several lines parallel to each other, so that the fringing at both edges of a line contribute to the coupling. Probably the most practical implementation of this idea is the Lange coupler. By using of the standard Schiffman phase shifter and replace coupled line in it with a Lange coupler with strong coupling and broader bandwidth is obtained. Also, two cascade Lange couplers a two-section phase shifter is achieved. In this thesis the sizes and performances of the new two-section phase shifter and two-section standard Schiffman phase shifter are compared. The Schiffman phase shifter i based on stripline transmission structures, where the odd and even modes propagating along the coupled lines have equal phase velocities and when this type of circuit is designed in a microstrip form, the unequal odd and even modes effective dielectric constant results unequal odd and even mode velocities, so this leads to poor performance. Besides in this thesis the use of wiggly line instead of uniform coupled line in standard Schiffman phase shifter structure is proposed. Simulations on wiggly structure show that reduction of odd velocity without effect on even mode phase velocity, reduction of return loss and increased bandwidth is achieved. Keywords Coupled line, Lange Coupler, Schiffman phase shifter, Wiggly line.
انتقال‌دهنده‌های فاز کاربردهای گوناگونی در تجهیزات و سیستم‌های اندازه‌گیری مایکروویو، مدولاتورها، سیستم‌های رادار (اسکن فازی، اسکن تاخیر زمانی، اسکن الکترونیکی آرایه‌های رادار) دارند. مهمترین عامل پیشرفت انتقال‌دهنده‌های فاز، کاربرد آن در آنتن آرایه‌های فازی است. جهت دستیابی به پهنای باند بیشتر، می‌توان خطوط کوپل شده را پشت سر هم متصل کرده تا به انتقال‌دهنده‌ی فاز چند طبقه تبدیل گردد. با افزایش ضریب تزویج پهنای باند بیشتر می‌شود، بنابراین باید کوپلینگ قوی‌تر باشد. برای بدست آوردن کوپلینگ قوی لازم است که فاصله‌ی بین خطوط کوپل شده بسیار کوچک باشد و این منجر به افزایش تلفات هادی می‌شود و مشکل ساخت و پیاده‌سازی پیدا می‌کند. یکی از گزینه‌های بدست آوردن کوپلینگ قوی، استفاده ازخطوط کوپل شده‌ی موازی می‌باشد و ساختار لنج دارای این ویژگی می‌باشد. با استفاده از لنج می‌توان به کوپلینگ قوی دست یافت بدون اینکه نیازی به فاصله‌ی بسیار کم بین خطوط باشد. بدین ترتیب با افزایش دادن تعداد خطوط کوپل شده موازی، دستیابی به کوپلینگ قوی محقق خواهد شد. یکی از روش‌های ایجاد کوپلینگ قوی، استفاده از ساختار لنج و جایگزین نمودن آن با خط کوپل شده در شیفمن استاندارد می‌باشد. برای اینکه انتقال‌دهنده‌ی فاز با استفاده از لنج عملکرد بهتر و مطلوب‌تری داشته باشد از بهینه‌سازی استفاده خواهد شد و پارامترهای بهینه برای دستیابی به عملکرد مطلوب بدست می‌آید. همچنین انتقال‌دهنده‌ی فاز دو طبقه با استفاده از لنج نیز بدست می‌آید و ابعاد و عملکرد آن با انتقال‌دهنده‌ی فاز شیفمن استاندارد دوطبقه مقایسه خواهد شد. از طرفی، از آنجا که انتقال‌دهنده‌ی فاز شیفمن با استفاده از ساختار خطوط نواری طراحی شده است، ثابت انتشار مود زوج و فرد در طول خطوط کوپل شده‌ی نواری با یکدیگر برابر می‌باشد، بنابراین سرعت فاز مود زوج و فرد با یکدیگر برابر می‌شود. اما اگر همین انتقال‌دهنده‌ی فاز بر روی ساختار میکرواستریپ پیاده‌سازی شود، چون میدان مود زوج تنها در دی‌الکتریک وجود دارد ولی در مود فرد هم در هوا و هم در دی‌الکتریک وجود دارد، بنابراین این نابرابری میدان منجر به نابرابری ثابت دی‌الکتریک مود زوج و فرد شده و از آنجا که سرعت فاز به ثابت دی‌الکتریک وابسته می‌باشد ، نابرابری سرعت فاز مود زوج و فرد وجود خواهد داشت.در این پایان‌نامه برای رفع مشکل نابرابری سرعت فاز مود زوج و مود فرد در خطوط میکرواستریپ، از ساختار دندانه‌دار استفاده شده است. شبیه‌سازی بر روی ساختار دندانه‌دار نشان می‌دهد که مود فرد با طی کردن مسیر زیگزاگ، مسیر بیشتری را طی می‌کند، اما مود زوج مسیر قبلی خود را طی خواهد کرد. این کار باعث کاهش سرعت مود فرد می‌شود، بدون اینکه تاثیر محسوسی بر روی سرعت مود زوج داشته باشد؛ بدین‌ترتیب برابرسازی سرعت مود زوج و مود فرد عملی می‌شود و به کاهش تلفات بازگشتی کمک خواهد کرد و این کار باعث افزایش پهنای باند می‌شود. کلمات کلیدی : انتقال‌دهنده‌ی فاز شیفمن، خطوط دندانه‌دار، خطوط کوپل شده، کوپلر لنج.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی