تحلیل طراحی و ساخت تقسیم‌کننده توان ویلکینسون نامتعادل با امپدانس دهانه‌های برابر و پاسخ فیلتری توسط خطوط انتقال تزویج‌شده متامتریالی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مخابرات دانشکده مهندسی برق و الکترونیک دانشگاه شاهد، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله تقسیم­کننده توان ویلکینسون نامتعادل با ابعاد کوچک و امپدانس دهانه­های برابر ارائه می‌شود. ساختار پیشنهادی با استفاده از دو فیلتر خط تزویج­شده متامتریالی به‌جای استفاده از دو مبدل امپدانسی ربع موج در تقسیم­کننده توان­های ویلکینسون معمولی، طراحی‌شده است که می‌تواند علاوه بر امکان تقسیم نابرابر توان، از پاسخ فیلتری باقابلیت فرکانس­گزینی دلخواه نیز برخوردار باشد. استفاده از خطوط تزویج­شده متامتریالی و عدم استفاده از هیچ مبدل ربع موجی در پایانه­های ورودی و خروجی به دلیل برابری امپدانس پایانه­های ساختار، منجر به کاهش چشمگیر ابعاد تقسیم­کننده پیشنهادی به میزان بیشتر از %65 در قیاس با ابعاد نوع عادی مشابه خود شده است. تقسیم‌کننده توان پیشنهادی برای کار در فرکانس GHz32/1 در نرم‌افزار  HFSS و ADS طراحی و شبیه‌سازی‌ شده است و جهت تأیید نتایج به‌دست‌آمده، یک نمونه عملی از آن در آزمایشگاه ساخته و آزموده شده است. مطابقت خوبی بین نتایج حاصل از شبیه­سازی و ساخت حاصل شده است که بیانگر مطلوب بودن ساختار پیشنهادی و مناسب بودن روش طراحی است.

کلیدواژه‌ها


[1]      H. Ahn and I. Wolff, "General design equations, small-sized impedance transformers, and their application to small-sized three-port 3-dB power dividers," IEEE Trans. Microw. Theory Techn, vol. 49, no. 7, pp. 1277-1288, 2001.
[2]      F. Freidooni, S. Chamani, S.A. Mirtaheri and M.A. sebt, “Broadband 180 degree phase shifter with low phase error,” Journal of Applied Electromagnetics, no. 2, pp.19-23, 2014(in Persion).
[3]      J. Lim, G. Lee, Y. Jeong, D. Ahn, and K. Choi, "A 1: 6 Unequal Wilkinson Power Divider," in 2006 EUMC, 2006, pp. 200-203
[4]      H. Tahera and R. Farrella, “Microstrip unequal Wilkinson power divider with 1:11 division ratio”, J ELECTROMAGNET WAVE Journal, vol.29, pp.1-12, Jul.2015.
[5]      C.-P. Chang, C.-C. Su, S.-H. Hung, and Y.-H. Wang,” A 6:1 unequal wilkinson power divider with EBG CPW”, PROG ELECTROMAGN RES. Letter, vol. 8, pp. 151–159, 2009.
[6]      Moradian, M. and H. Oraizi, “Application of grooved substrates for design of unequal Wilkinson power dividers,” Electron. Lett., vol. 44, no. 1, Jun. 2008.
[7]      Li B, Wu X, Wu W. “A 10:1 unequal Wilkinson power divider using coupled lines with two shorts,” IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., vol. 19, pp.789–791, Dec. 2009.
 [8]      Y. Torabi and G. Dadashzadeh, “A compact 1:15 unequal Wilkinson power divider using A-CRLH coupled lines,” Microw Opt Technol Lett. , vol. 60, no. 1, pp. 117–122, 2017.
[9]      Y. Torabi and G. Dadashzadeh, “Compact filtering unequal Wilkinson power divider with 1:15 power dividing ratio using composite right/left handed-coupled lines,” In 2017 ICEAA, 2017.
[10]      Y. C. Li, Q. Xue, and X. Y. Zhang, “Single-and dual-band power dividers integrated with bandpass filters,” IEEE Trans. Microw. Theory Techn, vol. 61, no.1, pp. 69–76, 2013.
[11]      J.-Y. Shao, S.-C. Huang, and Y.-H. Pang, “Wilkinson power divider incorporating quasi-elliptic filters for improved out-of-band rejection,” Electron. Lett., vol. 47, no. 23, pp. 1288–1289, 2011.
 [12]      K. Song and Q. Xue, “Novel ultra-wideband (UWB) multilayer slot line power divider with bandpass response,” IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., vol. 20, no. 1, pp. 13–15, 2010.
[13]      L. Gao and X. Y. Zhang, “Novel 2:1 Wilkinson power divider integrated with bandpass filter,” Microw Opt Technol Lett., vol. 55, no. 3, pp. 646–648, 2013.
[14]      P. Deng and L. Dai, "Unequal Wilkinson Power Dividers with Favorable Selectivity and High-Isolation Using Coupled-Line Filter Transformers," IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 60, no. 6, pp. 1520-1529, 2012.
[15]      R. Mongia, I. J. Bahl, P. Bhartia, and S. J. Hong, RF and microwave coupled-line circuits. Norwood, MA: Artech House, 2007.