الگوريتمي جديد براي تبديل آنتن هاي لنز روتمن از حالت سه كانوني به غيركانوني به منظور كاهش خطاي فاز براي استفاده در تغذيه آنتن هاي آرايه فازي

New Algorithm to Convert 3-Focal Rotman Lens into Non-Focal One to Decrease Phase Errors, as A Feed For Phased Array Antennas

آنتن هاي لنز روتمن به دليل خصوصيات منحصر به فرد خود به صورت گسترده به عنوان تغذيه آنتن هاي آرايه فازي استفاده مي شوند. اين لنز معمولا با سه درگاه كانوني طراحي مي شود. يكي از اصلي ترين مشكلات اين روش خطاي فاز مي باشد مخصوصا براي لنزهاي با دهانه بزرگ. تلاش هاي زيادي براي كاهش اين خطا صورت گرفته است. اخيرا لنز روتمن غيركانوني ارايه شده است كه خطاي فاز را به طور محسوسي كاهش مي دهد. اما مشكل اين روش، جايگاه نامناسب درگاه هاي ورودي و خروجي مي باشد. اين درگاه ها فقط براي كاهش خطاي فاز بهينه شده اند اما براي پياده‌سازي و ساخت مناسب نيستند زيرا مشكلات تطبيق و تزويج ايجاد مي كنند. در اين مقاله روش جديدي براي طراحي لنز روتمن ارايه شده است كه اين لنز سه كانوني را تبديل به غيركانوني نموده، خطاي فاز را به خوبي كاهش داده و قابليت پياده‌سازي را نيز دارا مي باشد. لنزي با 7 درگاه ورودي و 16 درگاه خروجي توسط روش ارايه شده ي جديد، طراحي شده است. خطاي فاز و قابليت پياده سازي توسط شبيه سازي تمام موج ارزيابي شده است. نتايج نشان مي دهد كه ماكزيمم و ميانگين خطاي فاز درگاه هاي ورودي و خروجي به خوبي كاهش پيدا كرده و مشكلي براي پياده سازي اين لنز موجود نمي باشد.

Rotman Lens antennas are widely used as a feed for phased array antennas because of their unique features. This lens is usually designed with 3 focal points. One of the major problems of this method is the phase error specially for big aperture lenses. Much efforts has been done to reduce this error. Recently Non-Focal Rotman Lens has been proposed to reduces phase error effectively but the major problem of this method is undesired places of the input and output ports. These ports are only optimized to reduce the phase error but are not suitable for implementation because they produce matching and coupling problems. In this essay a new approach of Rotman Lens is proposed that convert 3-Focal Rotman Lenses into Non-Focal ones and decreases phase error greatly with implementation capability. A lens with 7 input ports and 16 output ports is designed with this proposed new method. Phase error and implementation capability are evaluated with full wave simulation. Results show that maximum and average phase errors of the input and output ports decrease greatly and there is no problem to implement this lens.