طراحي ، شبيه سازي و ساخت شيفت دهنده فاز فريتي موج بري در باند فركانسي X

Design, Simulation and Fabrication of Ferrite Phase Shifter Waveguide in Frequency Band X

در اين مقاله طراحي و ساخت شيفت دهنده فاز فريتي غير هم پاسخ موج بري در فركانس مركزي GHz 9/4 بررسي شده است. در طراحي تاثير پارامترهاي مختلف مثل مكان، عرض و ميزان باياس فريت در شيفت فاز و تضعيف مورد بررسي قرار گرفته است. با بررسي پارامترهاي مختلف، حالت بهينه براي شيفت دهنده فاز انتخاب شده است. با توجه به اين كه امكان استفاده از روش تحليلي براي چنين ساختاري فراهم نيست، از نرم افزار HFSS با روش المان محدود براي محاسبه و بهينه سازي شيفت دهنده فاز استفاده شده است. شيفت دهنده فاز نهايي ساخته شده، شامل موج بر 112- WR و چهار تيغه فريتي با ابعاد mm × 5 mm× 30 mm دو چسبيده به ديواره پهن موج بر مي باشد. نتايج اندازه گيري نشان مي دهند كه در فركانس GHz 9/4 شيفت فاز حدود 90 درجه و تضعيف كمتر از dB 0/15 حاصل شده است. نتايج حاصل از اندازه گيري و شبيه سازي كاملاً منطبق بوده و صحت مراحل بهينه سازي را تاييد مي كند.

In this paper, the design and fabrication of a non-reciprocal phase shifter with high power handling capability is considered in the frequency of 9.4 GHz. In the design procedure, the effect of ferrite parameters such as location, width, and DC magnetic bias over phase shift value and insertion loss is outlined. By considering various parameters, the optimum design to obtain suitable phase shift is chosen. As regards impossibility of theoretical analysis of such structures, the HFSS simulator is used for calculation and optimization of the phase shifter. To ensure HFSS results, the structure is also simulated using the CST simulator and obtained results of two simulators are compared together. The final phase shifter consists of standard waveguide WR-112 and four ferrite slabs where connected to the wide wall of waveguide with dimension of 2mm×5mm×30mm. The measured results show that the 90° phase shift and insertion loss about 0.15 dB are obtained in frequency of 9.4 GHz. The measurement results have a very good agreement with simulation results.