طراحي و شيبه‏ سازي ماتريس باتلر 4x4 فرا پهن‏ باند با استفاده از شيفت‏ دهنده‏ ي فاز لوزوي و تزويجگر ذوزنقه‏ اي شكل

Design and simulation of an UWB 4x4 butler matrix using lozenge phase shifters and trapezoidal-shaped couplers

در اين مقاله طراحي شبكه چرخش پرتو ماتريس باتلر فرا پهن‏ باند دو لايه ‏اي فشرده ارائه شده است. در اين طرح از فن‏آوري چند لايه ‏اي كه داراي قابليت كوچك بودن ابعاد و پهناي باند وسيع مي ‏باشد، استفاده شده ‏است. ساختار اين ماتريس باتلر 4×4 شامل چهار تزويجگر و دو شيفت دهنده‏ي فاز مي‏باشد و از خطوط متقاطع در آن استفاده نشده ‏است. در تزويجگرها از صفحات تزويج شده‏ باند وسيع ذوزنقه ‏اي شكل و شكاف مستطيلي ايجاد شده درون زمين مشترك بين دو زيرآيند و در شيفت ‏دهنده‏ هاي فاز از صفحات تزويج شده‏ لوزي شكل با زيرآيند راجرز RO 3003، استفاده شده‏ است. نتياج شبيه‏ سازي بيانگر عملكرد خوب در دامنه و فاز انتقال و همچنين تلفات بازگشتي و ايزولاسيون خوب در سراسر بازه‏ فركانسي فرا پهن‏ باند مي‏باشد.

In this paper, we present a design of a beam-forming pattern antenna based on the Butler matrix. The Butler matrix with mono-layer it often have a very narrow band, as well a very large size. To overcome these problems, we present in this work the designing of an ultra-wideband matrix with multi-layer features for two different topologies. The proposed 4×4 butler matrix configuration consists of four couplers and two phase shifters without using crossovers. The couplers use trapezoidal-shaped broadside coupled patches and the phase shifters use lozenge patches and a rectangular slot created in a common ground plane of two Rogers RO3003 dielectric substrates. The simulations results show a good performance in terms of transmission magnitudes and phases with good return losses and isolation characteristics across the entire ultra-wideband frequency range.