 |
نمونه سازی سریع یک شبکه شکل دهی پرتو ماتریس باتلر
معرفی
ماتریس باتلر یک شبکه تغذیه غیرفعال تشکیل دهنده پرتو است. این یک شبکه تغذیه مقرون‌به‌صرفه برای آنتن‌های آرایه‌ای فازی است، زیرا مدار را می‌توان به شکل خطوط میکرواستریپ ساخت و انجام اسکن پرتو بدون استفاده از دستگاه‌های فعال گران‌قیمت امکان‌پذیر است. این مثال نحوه طراحی موثر چنین مداری را با استفاده از رابط فیزیک خط انتقال راهنمایی می کند. نتایج ولتاژ لگاریتمی روی مدار شکل‌دهی پرتو ماتریس باتلر در 30 گیگاهرتز و پیشرفت فاز حسابی در هر پورت خروجی را نشان می‌دهد.
شکل 1: یک شبکه شکل دهی پرتو ماتریس باتلر 4 × 4 برای یک آنتن آرایه فازی
تعریف مدل
شبکه شکل دهی پرتو ماتریس ساقی شامل چند بخش فرعی است: هیبرید 90 درجه، خط تاخیر 45 درجه، متقاطع، انتقال مطابق فاز خروجی با فاز متقاطع، و قسمت های جلویی داخلی و خارجی. از آنجایی که این زیربخش ها به طور مکرر در کل سازه مورد استفاده قرار می گیرند، فرآیند ساخت هندسه را می توان با افزودن این زیربخش ها به عنوان قسمت های هندسه تحت گره تعریف جهانی و استفاده مجدد از آنها در صورت لزوم ساده کرد.
شکل 2: هندسه قطعه یک هیبرید 90 درجه (اتصال دهنده شاخه ای)
هندسه یک هیبرید 90 درجه که به عنوان جفت کننده شاخه-خط نیز شناخته می شود در شکل 2 نشان داده شده است . مرجع. 1 ویژگی های طراحی و پارامترهای S آن را که با استفاده از تحلیل مدل زوج-فرد محاسبه شده است، مورد بحث قرار می دهد. یک مدل کامل سه بعدی COMSOL در Ref. 2 . هیبرید 90 درجه قدرت ورودی را به طور مساوی به دو درگاه خروجی (-3 دسی بل) با اختلاف فاز 90 درجه تقسیم می کند. از آنجایی که هندسه متقارن است، پاسخ مدار بدون توجه به پیکربندی پورت ورودی متقابل است. در این مثال، پورت‌های ورودی در سمت چپ قرار دارند و هیچ توان جفتی بین پورت‌های ورودی وجود ندارد که با ماتریس پارامتر S آن نیز توضیح داده شده است:
شکل 3 هندسه خط تاخیری را تشریح می کند که یک تاخیر فاز 45 درجه نسبت به فاز خروجی متقاطع ارائه می دهد. شکل 4 بخش انتقالی را نشان می دهد که فاز خروجی را با فاز متقاطع مطابقت دارد.
شکل 3: هندسه قسمت یک خط تاخیر 45 درجه که 0.125 طول موج بیشتر از قسمت متقاطع است.
شکل 4: هندسه قطعه سازه گذار. طول الکتریکی همان است که در مسیر سیگنال ورودی قسمت متقاطع است.
شکل 5: هندسه قطعه سازه متقاطع. تعریف پورت فقط برای تجزیه و تحلیل زیربخش است.
هندسه یک متقاطع در شکل 5 مشابه یک جفت کننده دو بخش آبشاری شاخه ای است، اما فقط از 50 خط Ω تشکیل شده است. رفتار آن را می توان با همان روش تحلیل زوج-فرد ( مراجعه 1 ) مورد استفاده برای توصیف جفت کننده شاخه-خط تجزیه و تحلیل کرد. تجزیه و تحلیل زوج و فرد، شبکه چهار پورت را به دو شبکه دو پورت جدا شده تبدیل می کند. پس از تبدیل، هر شبکه دو پورت آبشاری را می توان از طریق پارامترهای ABCD توصیف کرد.
اگر مدار با امپدانس مرجع 50 Ω نرمال شود ، پارامترهای ABCD برای هر بخش عبارتند از
ضرایب بازتاب و انتقال از ABCD به صورت تعریف شده است
دامنه موج در هر پورت است
از آنجا که یک شبکه غیرفعال و متقابل است، پارامترهای S هستند
دو پورت ورودی از یکدیگر جدا شده اند. سیگنال ورودی از سمت چپ بالا به سمت خروجی در سمت راست پایین جریان می یابد در حالی که سیگنال ورودی از سمت چپ پایین به سمت خروجی در سمت راست بالا جریان می یابد. ساختار متقاطع نردبانی مانند خطوط متقاطع X شکل عمل می کند.
شکل 6 و شکل 7 هندسه قسمت های جلویی را نشان می دهد که فاصله بین پورت های خروجی را از طول موج یک چهارم تا 0.48 طول موج بدون تحریف رابطه فاز خروجی تنظیم می کند. بهره بالاتر آرایه آنتن را می توان با افزایش فاصله بین عناصر آنتن متوجه شد، اما این منجر به یک سطح نامطلوب بالای لبه جانبی و یک لوب توری می شود. پیکربندی فاصله داده شده برای عناصر آرایه آنتن، الگوی تابش آنتن را با بهره معقول و سطح لوب جانبی ارائه می دهد.
شکل 6: هندسه بخش یک سازه جلویی بیرونی.
شکل 7: هندسه بخش یک سازه جلویی داخلی.
شکل 8: هندسه نهایی شده شبکه شکل دهی پرتو ماتریس ساقی.
با ترکیب چهار هیبرید 90 درجه (کوپلرهای شاخه ای)، دو خط تاخیری 45 درجه، دو انتقال تطبیق فاز، دو انتهای جلویی داخلی و دو انتهای جلویی بیرونی، هندسه برای شبکه شکل دهی پرتو ماتریس ساقی تکمیل می شود (شکل 8 ) .
تمام پارامترهای عنصر توزیع شده خط انتقال به جز چند خط شاخه بر اساس یک خط میکرو نواری 50 Ω که بر روی یک بستر 20 میل بدون تلفات با گذردهی ε r = 3.38 و 1 اونس مس ساخته شده است، تنظیم می شوند. مقادیر دقیق را می توان با دقت از Ref. 3 .
آر | L | جی | سی |
12.41 Ω / متر | 272.9 nH/m | 0 S/m | 107.1 pF/m |
سهم مقاومت توزیع شده در از دست دادن درج با ویژگی های زیرلایه داده شده کمتر از 0.05 دسی بل است. برای ساده‌تر کردن مراحل مدل‌سازی در این مثال، مقادیر تقریبی پارامتر در جدول 2 برای یک خط میکرو نواری 50 Ω استفاده می‌شود .
آر | L | جی | سی |
0 Ω / متر | 250 nH/m | 0 S/m | 100 pF/m |
پارامترهای خط انتقال با مقدار امپدانس مشخصه متفاوت، Z 0 / √ 2 برای خطوط شاخه، با استفاده از امپدانس نرمال شده تنظیم می شوند. اندوکتانس توزیع شده به صورت متناسب و ظرفیت توزیع شده به صورت معکوس توسط امپدانس نرمال شده خط میکرواستریپ مقیاس می شود.
برای برانگیختن یک به یک پورت ها، گزینه جابجایی پورت در رابط فیزیک خطوط انتقال فعال شده و در مراحل مطالعه با یک جارو پارامتریک ترکیب می شود. هر پورت توسط یک پورت توده ای با امپدانس مشخصه مرجع 50 Ω خاتمه می یابد .
نتایج و بحث
نمودار پیش فرض مقدار واقعی ولتاژ خطوط انتقال را نشان می دهد. عبارت ورودی پیش‌فرض برای رسم مقدار لگاریتمی ولتاژ تغییر می‌کند ( شکل 9 ). نمودار نشان می دهد که پورت 1، پورت 2 و پورت 3 هیچ برق جفت شده ای (زیر 100 دسی بل) از پورت برانگیخته 4 ندارند.
شکل 9: ولتاژ dB در خطوط انتقال در هنگام تحریک پورت 4. پورت 1، پورت 2 و پورت 3 زیر 100 دسی بل ایزوله شده اند.
در شکل 10 ، حداقل محدوده نمودار ولتاژ با مقیاس دسی بل روی 10 دسی بل تنظیم شده است تا نگاه دقیق تری به سطح هر پورت خروجی داشته باشید. ولتاژ ورودی به طور مساوی به هر چهار پورت خروجی ( -6 دسی بل) توزیع می شود.
شکل 10: محدوده نمودار ولتاژ با مقیاس dB برای مشاهده سطح ولتاژ خروجی تنظیم شده است.
جدول 3 فاز ارزیابی شده را در هر پورت خروجی نشان می دهد.
پورت 5 | پورت 6 | پورت 7 | پورت 8 | |
پورت 1 هیجان زده است | -90 درجه | -135 درجه | -180 درجه | 135 درجه |
پورت 2 هیجان زده است | -180 درجه | -45 درجه | 90 درجه | -135 درجه |
پورت 3 هیجان زده است | -135 درجه | 90 درجه | -45 درجه | -180 درجه |
پورت 4 هیجان زده است | 135 درجه | -180 درجه | -135 درجه | -90 درجه |
با تنظیم برخی از زوایای ارزیابی شده، فاز در هر پورت را می توان به ترتیب حسابی پیکربندی کرد و پیشرفت فاز حاصل در جدول 4 خلاصه شده است . اگر شبکه شکل دهی پرتو ماتریس ساقی به ترتیب پورت 3 (-135 درجه)، پورت 1 (-45 درجه)، پورت 4 (45 درجه) و پورت 2 (135 درجه) تحریک شده و به
یک 4 × 1 متصل شود . آرایه آنتن، الگوی تابش آنتن از یک طرف به طرف دیگر هدایت می شود ( شکل 11 ). توجه داشته باشید که مدل آرایه آنتن در شکل 11 در این مثال گنجانده نشده است.
یک 4 × 1 متصل شود . آرایه آنتن، الگوی تابش آنتن از یک طرف به طرف دیگر هدایت می شود ( شکل 11 ). توجه داشته باشید که مدل آرایه آنتن در شکل 11 در این مثال گنجانده نشده است.
پورت 5 | پورت 6 | پورت 7 | پورت 8 | پیشرفت فاز | |
پورت 1 هیجان زده است | -90 درجه | -135 درجه | -180 درجه | -225 درجه | -45 درجه |
پورت 2 هیجان زده است | -180 درجه | -45 درجه | 90 درجه | 225 درجه | 135 درجه |
پورت 3 هیجان زده است | 225 درجه | 90 درجه | -45 درجه | 180 درجه | -135 درجه |
پورت 4 هیجان زده است | -225 درجه | -180 درجه | -135 درجه | -90 درجه | 45 درجه |
شکل 11: الگوی تابش میدان دور یک آرایه آنتن پچ میکرو نواری 4 × 1 متصل به شبکه شکل دهی پرتوی ماتریس باتلر. مدل آنتن در این مثال گنجانده نشده است.
منابع
1. DM Pozar، مهندسی مایکروویو ، جان وایلی و پسران، 1998.
2. COMSOL Application Gallery, ” Branch-Line Coupler “, https://www.comsol.com/model/branch-line-coupler-11727
3. COMSOL Application Gallery, “ Transmission Line Parameter Calculator ”, https://www.comsol.com/model/transmission-line-parameter-calculator-22351
مسیر کتابخانه برنامه: RF_Module/Couplers_and_Power_Dividers/transmission_line_butler
دستورالعمل مدل
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی 
Model Wizard کلیک کنید .
Model Wizard کلیک کنید .مدل جادوگر
1 | در پنجره Model Wizard روی  2D کلیک کنید . |
2 | در درخت انتخاب فیزیک ، فرکانس رادیویی > خط انتقال (tl) را انتخاب کنید . |
3 | روی افزودن کلیک کنید . |
4 |  روی مطالعه کلیک کنید . |
5 | در درخت انتخاب مطالعه ، General Studies>Frequency Domain را انتخاب کنید . |
6 |  روی Done کلیک کنید . |
تعاریف جهانی
پارامترهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions روی Parameters 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، بخش پارامترها را پیدا کنید . |
3 |  روی Load from File کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل transmission_line_butler_parameters.txt دوبار کلیک کنید . |
در اینجا، c_const در جدول وارد شده یک ثابت COMSOL از پیش تعریف شده برای سرعت نور در خلاء است.
شبکه شکل دهی پرتو ماتریس 4×4 باتلر در این مثال از چند قسمت تشکیل شده است که به طور مکرر در هندسه نشان داده شده اند. برای کارآمدتر کردن فرآیند مدل‌سازی، آنها را به‌عنوان قطعات هندسی تعریف کنید و در صورت لزوم از آنها استفاده مجدد کنید.
هیبرید 90 درجه
1 | در پنجره Model Builder ، روی Global Definitions کلیک راست کرده و Geometry Parts>2D Part را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات قسمت ، 90 درجه هیبرید را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Units را پیدا کنید . از لیست واحد طول ، میلی متر را انتخاب کنید . |
بخش خط 1 (ls1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  More Primitives کلیک کنید و Line Segment را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای بخش خط ، بخش Starting Point را پیدا کنید . |
3 | از لیست Specify ، Coordinates را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Endpoint را پیدا کنید . از لیست Specify ، Coordinates را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن x ، ul*2 را تایپ کنید . |
بخش خط 2 (ls2)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  More Primitives کلیک کنید و Line Segment را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای بخش خط ، بخش Starting Point را پیدا کنید . |
3 | از لیست Specify ، Coordinates را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Endpoint را پیدا کنید . از لیست Specify ، Coordinates را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Starting Point را پیدا کنید . در قسمت متن x ، ul/2 را تایپ کنید . |
6 | قسمت Endpoint را پیدا کنید . در قسمت متن x ، ul/2 را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن y ، ul را تایپ کنید . |
چرخش 1 (rot1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کنید و Rotate را انتخاب کنید . |
2 |  روی دکمه Select All در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات برای چرخش ، قسمت چرخش را پیدا کنید . |
4 | در قسمت Angle text عدد 0 180 را تایپ کنید . |
5 | قسمت مرکز چرخش را پیدا کنید . در قسمت متن x ، ul را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن y ، ul/2 را تایپ کنید . |
7 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
8 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
45 درجه تاخیر
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions روی Geometry Parts کلیک راست کرده و 2D Part را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات قسمت ، 45 درجه تاخیر را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Units را پیدا کنید . از لیست واحد طول ، میلی متر را انتخاب کنید . |
چند ضلعی 1 (pol1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Polygon کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for Polygon ، بخش Object Type را پیدا کنید . |
3 | از لیست نوع ، منحنی باز را انتخاب کنید . |
4 | بخش مختصات را پیدا کنید . از فهرست منبع داده ، Vectors را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن x ، 0 ul ul ul ul*2 ul*2 ul*2 ul*2 ul*3 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن y ، 0 0 0 ul*0.75 ul*0.75 ul*0.75 ul*0.75 0 0 0 را تایپ کنید . |
7 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
انتقال
1 | روی Geometry Parts کلیک راست کرده و 2D Part را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات قسمت ، Transition را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Units را پیدا کنید . از لیست واحد طول ، میلی متر را انتخاب کنید . |
4 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Polygon کلیک کنید . |
چند ضلعی 1 (pol1)
1 | در پنجره Settings for Polygon ، بخش Object Type را پیدا کنید . |
2 | از لیست نوع ، منحنی باز را انتخاب کنید . |
3 | بخش مختصات را پیدا کنید . از فهرست منبع داده ، Vectors را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن x ، 0 ul ul ul ul*2 ul*2 ul*2 ul*2 ul*3 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن y ، 0 0 0 ul/2 ul/2 ul/2 ul/2 0 0 0 را تایپ کنید . |
6 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
کراس اوور
1 | روی Geometry Parts کلیک راست کرده و 2D Part را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات قسمت ، Crossover را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Units را پیدا کنید . از لیست واحد طول ، میلی متر را انتخاب کنید . |
بخش خط 1 (ls1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  More Primitives کلیک کنید و Line Segment را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای بخش خط ، بخش Starting Point را پیدا کنید . |
3 | از لیست Specify ، Coordinates را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Endpoint را پیدا کنید . از لیست Specify ، Coordinates را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن x ، ul*3 را تایپ کنید . |
بخش خط 2 (ls2)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  More Primitives کلیک کنید و Line Segment را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای بخش خط ، بخش Starting Point را پیدا کنید . |
3 | از لیست Specify ، Coordinates را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Endpoint را پیدا کنید . از لیست Specify ، Coordinates را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Starting Point را پیدا کنید . در قسمت متن y ، ul را تایپ کنید . |
6 | قسمت Endpoint را پیدا کنید . در قسمت متن x ، ul*3 را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن y ، ul را تایپ کنید . |
بخش خط 3 (ls3)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  More Primitives کلیک کنید و Line Segment را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای بخش خط ، بخش Starting Point را پیدا کنید . |
3 | از لیست Specify ، Coordinates را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Endpoint را پیدا کنید . از لیست Specify ، Coordinates را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Starting Point را پیدا کنید . در قسمت متن x ، ul/2 را تایپ کنید . |
6 | قسمت Endpoint را پیدا کنید . در قسمت متن x ، ul/2 را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن y ، ul را تایپ کنید . |
آرایه 1 (arr1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کنید و Array را انتخاب کنید . |
2 | فقط شی ls3 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات آرایه ، بخش Size را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متن x اندازه 3 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Displacement را پیدا کنید . در قسمت متن x ، ul را تایپ کنید . |
6 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
جلویی، بیرونی
1 | روی Geometry Parts کلیک راست کرده و 2D Part را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات قسمت ، Front-end، outer را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید. |
3 | قسمت Units را پیدا کنید . از لیست واحد طول ، میلی متر را انتخاب کنید . |
چند ضلعی 1 (pol1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Polygon کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for Polygon ، بخش Object Type را پیدا کنید . |
3 | از لیست نوع ، منحنی باز را انتخاب کنید . |
4 | بخش مختصات را پیدا کنید . از فهرست منبع داده ، Vectors را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن x ، 0 0 0 -1.5*array_d+ul*6 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن y ، 0 -1.5*(array_d-ul) -1.5*(array_d-ul) -1.5*(array_d-ul) را تایپ کنید . |
7 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
جلویی، داخلی
1 | روی Geometry Parts کلیک راست کرده و 2D Part را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات قسمت ، Front-end، inner را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Units را پیدا کنید . از لیست واحد طول ، میلی متر را انتخاب کنید . |
4 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Polygon کلیک کنید . |
چند ضلعی 1 (pol1)
1 | در پنجره Settings for Polygon ، بخش Object Type را پیدا کنید . |
2 | از لیست نوع ، منحنی باز را انتخاب کنید . |
3 | بخش مختصات را پیدا کنید . از فهرست منبع داده ، Vectors را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن x ، 0 ul*0.25 ul*0.25 ul*0.25 ul*0.25 ul*0.5 ul*0.5 ul*0.5 ul*0.5 ul*0.75 ul*0.75 ul*0.75 ul*0.75 -1.5 ul*0.5 ul* *6 . |
5 | در قسمت متن y ، 0 0 0 -(array_d-ul)/2 -(array_d-ul)/2 -(array_d-ul)/2 -(array_d-ul)/2 0 0 0 0 -(array_d-ul) را تایپ کنید ul)/2 -(array_d-ul)/2 -(array_d-ul)/2 . |
6 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
هندسه 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Geometry 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات هندسه ، بخش Units را پیدا کنید . |
3 | از لیست واحد طول ، میلی متر را انتخاب کنید . |
90 درجه هیبرید 1 (pi1)
در نوار ابزار هندسه ، روی قطعات کلیک کنید و 90 درجه ترکیبی را انتخاب کنید .
قطعات کلیک کنید و 90 درجه ترکیبی را انتخاب کنید .90 درجه هیبرید 2 (pi2)
1 | در نوار ابزار هندسه ، روی  قطعات کلیک کنید و 90 درجه ترکیبی را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمونه قسمت ، قسمت موقعیت و جهت خروجی را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن x-displacement ، ul*5 را تایپ کنید . |
4 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
5 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
تأخیر 45 درجه 1 (pi3)
1 | در نوار ابزار هندسه ، روی  قسمت ها کلیک کنید و 45 درجه تاخیر را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمونه قسمت ، قسمت موقعیت و جهت خروجی را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن x-displacement ، ul*2 را تایپ کنید . |
انتقال 1 (pi4)
1 | در نوار ابزار هندسه ، روی  قسمت ها کلیک کنید و Transition را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمونه قسمت ، قسمت موقعیت و جهت خروجی را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن x-displacement ، ul*7 را تایپ کنید . |
4 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
5 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
جلویی، بیرونی 1 (pi5)
1 | در نوار ابزار هندسه ، روی  قطعات کلیک کنید و Front-end، outer را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمونه قسمت ، قسمت موقعیت و جهت خروجی را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن x-displacement ، ul*10 را تایپ کنید . |
4 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
5 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
قسمت جلویی، داخلی 1 (pi6)
1 | در نوار ابزار هندسه ، روی  Parts کلیک کنید و Front-end، inner را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمونه قسمت ، قسمت موقعیت و جهت خروجی را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن x-displacement ، ul*10 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن y-displacement ، ul را تایپ کنید . |
5 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
آینه 1 (mir1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کرده و Mirror را انتخاب کنید . |
2 |  روی دکمه Select All در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات برای Mirror ، بخش ورودی را پیدا کنید . |
4 | چک باکس Keep input objects را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Point on Line of Reflection را پیدا کنید . در قسمت متن y ، ul*1.5 را تایپ کنید . |
6 | قسمت Normal Vector to Line of Reflection را پیدا کنید . در قسمت متن x ، 0 را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن y ، 1 را تایپ کنید . |
8 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
9 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
کراس اوور 1 (pi7)
1 | در نوار ابزار هندسه ، روی  قطعات کلیک کنید و Crossover را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمونه قسمت ، قسمت موقعیت و جهت خروجی را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن x-displacement ، ul*2 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن y-displacement ، ul را تایپ کنید . |
کراس اوور 2 (pi8)
1 | در نوار ابزار هندسه ، روی  قطعات کلیک کنید و Crossover را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمونه قسمت ، قسمت موقعیت و جهت خروجی را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن x-displacement ، ul*7 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن y-displacement ، ul را تایپ کنید . |
5 |  روی Build All Objects کلیک کنید . |
خط انتقال (TL)
معادله خط انتقال 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Transmission Line (tl) روی Transmission Line Equation 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات معادله خط انتقال ، بخش معادله خط انتقال را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن L ، L0 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن C ، C0 را تایپ کنید . |
معادله خط انتقال 2
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Transmission Line Equation را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرزهای 6، 7، 9، 10، 43، 44، 46 و 47 را انتخاب کنید.  |
امپدانس خطوط انتقال انتخابی (خطوط شاخه در هیبرید 90 درجه) را با تنظیم مقادیر اندوکتانس و خازن توزیع شده روی Z0/sqrt(2) تنظیم کنید.
3 | در پنجره تنظیمات معادله خط انتقال ، بخش معادله خط انتقال را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متن L ، L0*z1 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن C ، C0/z1 را تایپ کنید . |
پورت انجماد 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Points کلیک کنید و Lumped Port را انتخاب کنید . |
2 | فقط نقطه 4 را انتخاب کنید. |
برای تأیید پیکربندی پورت یکپارچه، شکل 8 را ببینید .
پورت 2 جمع شده
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Points کلیک کنید و Lumped Port را انتخاب کنید . |
2 | فقط نقطه 3 را انتخاب کنید. |
پورت 3 برآمده
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Points کلیک کنید و Lumped Port را انتخاب کنید . |
2 | فقط نقطه 2 را انتخاب کنید. |
پورت برآمده 4
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Points کلیک کنید و Lumped Port را انتخاب کنید . |
2 | فقط نقطه 1 را انتخاب کنید. |
پورت 5 برآمده
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Points کلیک کنید و Lumped Port را انتخاب کنید . |
2 | فقط نقطه 82 را انتخاب کنید. |
پورت برآمده 6
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Points کلیک کنید و Lumped Port را انتخاب کنید . |
2 | فقط نقطه 81 را انتخاب کنید. |
پورت 7 پر شده
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Points کلیک کنید و Lumped Port را انتخاب کنید . |
2 | فقط نقطه 80 را انتخاب کنید. |
پورت 8 برآمده
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Points کلیک کنید و Lumped Port را انتخاب کنید . |
2 | فقط نقطه 79 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره Model Builder ، روی Transmission Line (tl) کلیک کنید . |
4 | در پنجره تنظیمات برای خط انتقال ، قسمت تنظیمات جاروی پورت را پیدا کنید . |
5 | کادر انتخاب استفاده از جابجایی دستی پورت را انتخاب کنید . |
6 | روی Configure Sweep Settings کلیک کنید . با کلیک بر روی دکمه پیکربندی تنظیمات جابجایی ، تمام تنظیمات لازم برای جابجایی پورت مانند پارامتر Sweep و مرحله مطالعه پارامتریک به طور خودکار اضافه می‌شوند. |
مش 1
اندازه
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Mesh 1 راست کلیک کرده و Edit Physics-Induced Sequence را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر را پیدا کنید . |
3 | روی دکمه Custom کلیک کنید . |
4 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . در قسمت متن حداکثر اندازه عنصر ، ul/15 را تایپ کنید . |
5 |  روی ساخت همه کلیک کنید . |
مطالعه 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Study 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، قسمت تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 | تیک Generate defaults defaults را پاک کنید . |
مرحله 1: دامنه فرکانس
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش مطالعه 1 ، روی مرحله 1: دامنه فرکانس کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات دامنه فرکانس ، بخش تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن فرکانس ها ، f0 را تایپ کنید . |
جارو پارامتریک
1 | در پنجره Model Builder ، روی Parametric Sweep کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جابجایی پارامتری ، بخش تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام پارامتر | لیست مقادیر پارامتر | واحد پارامتر |
PortName (پارامتر نام پورت برای جابجایی) | 1 2 3 4 |
فقط چهار پورت ورودی را جارو کنید.
4 | در نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
گروه طرح دو بعدی 1
در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی Add Plot Group کلیک کنید و 2D Plot Group را انتخاب کنید .
Add Plot Group کلیک کنید و 2D Plot Group را انتخاب کنید .خط 1
1 | روی 2D Plot Group 1 کلیک راست کرده و Line را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات خط ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت Expression text 20*log10(abs(V)) را تایپ کنید . |
4 | در نوار ابزار 2D Plot Group 1 ، روی  Plot کلیک کنید . |
سایر پورت های ورودی (پورت 1، پورت 2 و پورت 3) به طور کامل از درگاه تحریک شده 4 جدا شده اند. شکل 9 را ببینید .
5 | برای گسترش بخش Range کلیک کنید . تیک گزینه Manual color range را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت حداقل متن، -10 را تایپ کنید . |
7 | در قسمت Maximum text عدد 0 را تایپ کنید . |
8 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . از لیست نوع خط ، لوله را انتخاب کنید . |
9 | در نوار ابزار 2D Plot Group 1 ، روی  Plot کلیک کنید . |
شکل 10 نشان می دهد که توان ورودی به پورت 4 به طور مساوی به تمام پورت های خروجی (6-dB) تقسیم می شود.
ارزیابی جهانی 1
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی ارزیابی  جهانی کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای ارزیابی جهانی ، بخش عبارات را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
arg(tl.Vport_5) | درجه | درگاه 5 فاز |
arg(tl.Vport_6) | درجه | فاز پورت 6 |
arg(tl.Vport_7) | درجه | فاز پورت 7 |
arg(tl.Vport_8) | درجه | فاز پورت 8 |
4 |  روی ارزیابی کلیک کنید . |
جدول
1 | به پنجره Table بروید . |
مقادیر ارزیابی شده را با مقادیر موجود در جدول 3 مقایسه کنید .
