طراحي و شبيه‌سازي پلارايزر- ديپلكسر موجبري باند Ka با دو پلاريزاسيون دايروي در دو باند فركانسي با استفاده از ساختار تيغه‌اي

Design and Simulation of a Ka Dual-Band Dual-Circular Polarization Septum-based Waveguide Polarizer-diplexer

در اين مقاله، يك پلارايزر-ديپلكسر موج‌بري از نوع پلارايزر تيغه در باند Ka براي توليد/تفكيك پلاريزاسيون‌هاي دايروي راست‌گرد و چپ‌گرد در دو باند فركانسي براي كاربردهايي مانند سيستم‌هاي فضايي، اندازه‌گيري و . . . معرفي، طراحي و شبيه‌سازي مي‌شود. ويژگي منحصربه‌فرد ساختار طراحي‌شده امكان ارسال توان‌هاي بالا به دليل استفاده از ساختار موج‌بري با دو پلاريزاسيون در دو باند فركانسي است. اين ساختار داراي يك ساختار پله‌اي است كه موج‌بر را به دو قسمت تقسيم مي‌كند و هر قسمت جداگانه تغذيه مي‌شود كه يك قسمت پلاريزاسيون دايروي راست‌گرد در يك باند فركانسي و قسمت ديگر پلاريزاسيون دايروي چپ‌گرد در باند فركانسي ديگري را تأمين مي‌كنند. نخست ساختار تيغه در دو محدوده فركانسي GHz 21-20 و GHz 31-30 به‌عنوان دو لينك ارسال و دريافت با ارضاي شرايطِ ايجاد و دريافت پلاريزاسيونِ دايرويِ قابل‌قبول طراحي و شبيه‌سازي مي‌شود. سپس ساختار ديپلكسري كه شامل قسمت جداكننده و فيلترها در دو باند مذكور مي‌باشند، با بررسي انواع فيلترهاي موج‌بري و انتخاب فيلتر مناسب ميان‌گذر طراحي مي‌شود. نتايج شبيه‌سازي پلارايزر-ديپلكسر، افت بازگشتي و تلف عبوري بسيار خوب براي هر دو نوع پلاريزاسيون در دو باند مذكور را نشان مي‌دهد. با اين طراحي S11كمتر از dB -15 در هر دو باند فركانسي به‌دست‌آمده است. مقدار ايزولاسيون ميان همه دهانه‌هاي ورودي كمتر از dB -40 است.

In this paper, a Ka dual-band dual-circular polarization septum polarizer-diplexer is proposed, designed and simulated for spatial systems and other applications. This waveguide-based structure is designed for 20-21 GHz and 30-31 GHz frequency ranges to generate/separate right and left hand circular polarizations. The polarizer has a septum structure that divides the waveguide in to two sections, one provides right hand circular polarization (RHCP) and the other provides left hand circular polarization (LHCP). Each section is connected directly to a waveguide-based diplexer, so the entire structure can transmit/receive both circular polarizations in dual-band. The septum polarizer, T-section, filters, etc., are designed and simulated. The designed septum-based waveguide polarizer-diplexer shows good return loss, insertion loss and isolation in the 20-21 GHz and 30-31 GHz frequency ranges.