طراحي مقسم توان موج ميلي‌متري با ايزولاسيون بالا بر پايه موجبر شكاف هوايي

The Design of a High-Isolation Millimeter-Wave Power Divider Based on the Gap Waveguide Technology

در اين مقاله، طراحي مقسم توان با ايزولاسيون بالا ارائه خواهد شد كه بر پايه موجبر شكاف هوايي شياري است. در اين طراحي، از ساختاري شبيه مجيك-تي موجبري استفاده شده‌است كه دهانة تفاضل آن به بار تطبيق وصل شده‌است. با استفاده از چندين مخروط هادي به‌صورت پله‌اي كه در وسط ساختار قرار گرفته‌اند، تطبيق امپدانس با پهناي باند بالا و همچنين ايزولاسيون مورد نظر به‌دست آمده است. در ابتدا يك مقسم توان 1 به 2 طراحي خواهد شد كه با تركيب آنها با هم مي‌توان به مقسم توان با خروجي‌هاي بيشتر دست يافت كه بدين منظور، يك مقسم توان 1 به 4 نيز طراحي خواهد شد. نتايج شبيه‌سازي ساختار نشان مي‌دهد كه ساختار، داراي پهناي باند 33 درصد از فركانس GHz 42 تا فركانس GHz59 مي‌باشد و در بازة فركانسي مذكور، ضريب بازتاب ساختار كمتر از dB 15- ، تلفات عبوري كمتر از dB12/0 و ايزولاسيون بهتر از dB18 مي‌باشند كه براي كاربردهاي موج ميلي‌متري مناسب است.

This paper presents the design of a high-isolation power divider based on the groove gap waveguide. The proposed structure is similar to a rectangular waveguide Magic-T when its difference port is terminated using a waveguide match-load. Wideband impedance matching and high-isolation of the structure are obtained by placing some PEC steped cones inside the structure. First, a 1×2-way power divider is designed such that by combining a specific number of it, power dividers with more outputs can be acheived and to demonstrate this idea a 1×4-way power divider is assembled. The results of simulating the proposed power divider show that the structure has 33% frequency bandwidth covering from 42 GHz to 59 GHz. The structure reflection coefficient is below -15 dB, the insertion loss is lower than 0.12 dB and the isolation is better than 18 dB in the whole frequency bandwidth and the simulation results prove that the proposed power divider is an excellent candidate for millimeter-wave applications.