شبکه شکل دهنده پرتو باتلر ماتریس مایکروستریپ برای تغذیه آنتن آرایه فازی با پهنای پرتو باریک در باند Ka

استفاده از طیف فرکانسی موسوم به باند Ka، کاربردهای گسترده‏ای در مخابرات ماهواره‏ای‏ و پیاده ‏سازی رادارهای مختلف دارد. همچنین، بخشی از طیف فرکانسی مورد نیاز در پیاده ‏سازی شبکه‏ های مخابراتی سیار نسل پنجم (5G)، منطبق بر این باند فرکانسی است. از طرفی، بسیاری از کاربردهای ذکر شده، نیازمند دستیابی به پرتو تشعشعی با قابلیت پایش دقیق در محدوده زاویه ‏ای باریک است. تحقق این ویژگی به کمک آنتن ‏هایی دارای پهنای پرتو باریک به‏ دست می ‏آید. آنتن ‏های آرایه ‏ای، در کنار فراهم نمودن بهره مورد نیاز، می ‏توانند فراهم کننده چنین نیازی باشند. قابلیت تنظیم این پرتو باریک در محدوده قابل قبول از جهات مختلف، دیگر ویژگی مطلوب به ‏شمار می ‏آید که آن نیز، با به ‏کارگیری آنتن ‏های آرایه فازی امکان‏ پذیر است. تغییر جهت بیشینه پرتو تشعشعی (لب اصلی) چنین آنتنی را می ‏توان به کمک عناصر فعال تغییر دهنده فاز تغذیه آنتن ‏های سازنده آرایه، مانند دیودهای پین و ادوات فریت، ایجاد نمود. با این حال، به‏ کارگیری شبکه غیرفعال باتلر ماتریس ابزاری ساده ‏تر و ارزان ‏تر برای دست‏ یابی به این هدف به ‏شمار می‏ آید. با افزایش تعداد درگاه ‏های چنین عنصری برای اعمال تغذیه به آنتن ‏های مورد نظر، پهنای پرتو باریک ‏تری تولید می ‏شود. در این مقاله، پس از مروری بر مفاهیم ساختارهای باتلر ماتریس، طرحی ساده از باتلر ماتریس 32×32 در طیف فرکانسی باند Ka بر پایه خطوط مایکرواستریپ معرفی، و نتایج شبیه ‏سازی عملکرد آن ارایه می ‏شود. در پایان، با اعمال موج به دو درگاه ورودی مشخص باتلر ماتریس و اتصال آن به آرایه مایکرواستریپ، پهنای پرتو 3/5 درجه به ‏دست می‏ آید.