Numerische Analyse von Rotman-Linsen zur Strahlformung von Antennengruppen

1. Numerische Analyse von Rotman-Linsen zur Strahlformung von Antennengruppen Bearbeiter: Thomas MBiatat Chun Wen Buyu Xiao Betreuer: Dr.-Ing. Denis Sievers

2. Gliederung • Motivation und Ziele • Rotman Linse • Patch Antenne • Zusammenfassung und Ausblick

3. Motivation und Ziele • Unterschiedliche Rotman Lens Modell in RLD erstellen. • Mit Hilfe von Marco Programm in MVS importieren. • IN MWS simulieren. • Ergebnis vergleichen. • Ziele: Untersuchen die Abweichung von Arbeitsfrequenz zwischen RLD Modell und Simulationsergebnis in MWS.

4. Simulation und Analyse

5. Simulation und Analyse • 10GHz 25Grad Model mit vollen discrete Ports

6. Simulation und Analyse • Simulationsergebnis von 10 GHz 25 Degree - S Parameter für Reflektion von Beam Ports selbe

7. Simulation und Analyse • Simulationsergebnis von 10 GHz 25 Degree - S Parameter für Transmission von Beam Ports nach Array Ports.

8. Simulation und Analyse • Animationsergebnis von Simulation Ergebnis: 1,Sehr starke Reflektion von Beam Ports. 2,Abweichung zwischen Design Frequenz von RLD und effektive Arbeitsfrequenz von MWS.

9. Simulation und Analyse • Analysis: Warum so starke Reflektion? Wegen dem Abstand zwischen Beam Ports?

10. Simulation und Analyse • Simulationsergebnis von 10 GHz 25 Degree (keine Abstand zwischen Beam Ports) - S Parameter für Reflektion von Beam Ports selbe

11. Simulation und Analyse • Simulationsergebnis von 10 GHz 25 Degree (keine Abstand zwischen Beam Ports) - S Parameter für Transmission von Beam Ports nach Array Ports

12. Simulation und Analyse • Animationsergebnis von Simulation Ergebnis: Starke Reflektion von Beam Ports waren kleiner!

13. Simulation und Analyse • Die Abweichung zwischen Design Frequenz von RLD und effektive Arbeitsfrequenz von MWS. - 0.25 GHz höhre als Design Frequenz von RLD

14. Simulation und Analyse • Lösungskonzept - ändern die Design Frequenz von RLD, um die effektive Arbeitsfrequenz von MWS zu verändern. Erstellen wir eine neue Rotman Linse Modell in RLD. (Design Frequenz: 9.8GHz)

15. Simulation und Analyse • Simulationsergebnis von Design Frequenz: 9.8GHz 25 Degree. - S Parameter für Reflektion von Beam Ports selbe

16. Simulation und Analyse - S Parameter für Transmission von Beam Ports nach Array Ports.

17. Simulation und Analyse • Erstellen wir noch eine Rotman Linse Modell (Design Frequenz 9.9 GHz) in RLD. • 9.8GHz Design Frequenz von RLD verursachte zu niederige effektive Arbeitsfrequenz von MWS.

18. Simulation und Analyse • Simulationsergebnis von Design Frequenz: 9.9 GHz 25 Degree. - S Parameter für Reflektion von Beam Ports selbe

19. Simulation und Analyse • - S Parameter für Transmission von Beam Ports nach Array Ports.

20. Simulation und Analyse • Erstellen wir noch eine Rotman Linse Modell (Design Frequenz 9.95 GHz) in RLD.

21. Simulation und Analyse • Simulationsergebnis von Design Frequenz: 9.95 GHz 25 Degree. - S Parameter für Reflektion von Beam Ports selbe

22. Simulation und Analyse • - S Parameter für Transmission von Beam Ports nach Array Ports.

23. Simulation und Analyse • Andere Seite: Einfluss von Dummy Ports für Rotman Linse. Modell:10GHz 25Grad Model mit vollen discrete Ports Dummy Ports mit «  Transmission line Open» in CST DESIGN STUDIO verbinden.

24. Simulation und Analyse S Parameter für Reflektion von Beam Ports selbe

25. Simulation und Analyse - S Parameter für Transmission von Beam Ports nach Array Ports.

26. Simulation und Analyse Modell:10GHz 25Grad Model mit vollen discrete Ports Dummy Ports weglassen.

27. Simulation und Analyse S Parameter für Reflektion von Beam Ports selbe

28. Simulation und Analyse • - S Parameter für Transmission von Beam Ports nach Array Ports.

29. Simulation und Analyse • Animationsergebnis von Simulation

30. Simulation und Analyse Modell:10GHz 25Grad Model mit vollen discrete Ports Side Wall mit Absorb Materail verbinden.

31. Simulation und Analyse S Parameter für Reflektion von Beam Ports selbe

32. Simulation und Analyse • - S Parameter für Transmission von Beam Ports nach Array Ports.

33. Simulation und Analyse • Animationsergebnis von Simulation

34. Simulation und Analyse • Simulation von Array Transmission Line

35. Simulation und Analyse • Im Vergleichen zu rechnensergebnis.

36. Simulation und Analyse

37. Literature [1] W. Rotman and R. Turner, “Wide-angle microwave lens for line source applications,” IEEE Trans. Antennas Propagat., Vol. AP-11, No. 6, Nov. 1963, pp.623-632. [2] R. C. Hansen , “Design trades for Rotman lenses,” IEEE Trans. Antennas Propagat., Vol. 39, No. 4, Apr. 1991, pp.464-472. [3] http://www.vlsi.uwindsor.ca/presentations/2007/10-Sinjari.pdf [3] http://www.ihe.uni-karlsruhe.de/english/2498.php [4] Yu Jian Cheng, Student Member, IEEE, Wei Hong, Senior Member, IEEE,KeWu, Fellow, IEEE, Zhen Qi Kuai,Chen Yu, Student Member, IEEE, Ji Xin Chen, Jian Yi Zhou, and Hong Jun Tang, ”Substrate Integrated Waveguide (SIW) Rotman Lens and Its Ka-Band Multibeam Array Antenna Applications” [5] Mario Porrmann, Ulf Witkowski, Jens Hagemeyer , “Entwurf eingebetteter Systeme” [6] kyu Lee, Sanghyo Lee, Changyul Cheon* and Youngwoo Kwon, “A Two-Dimensional Beam Scanning Antenna Array Using Composite Right/Left Handed Microstrip Leaky-Wave Antennas“ [7] http://mmic.snu.ac.kr/ [8] Tse-Yu Lin, Seung-Cheol Lee , Ruth Rotman, Yehuda Green, Yaniv Israel, and Jin-Fa Lee, “Design and Analysis of Microstrip line Rotman Lenses“ [9] http://www.vlsi.uwindsor.ca/ [10] Ahmad Sinjari, Sazzadur Chowdhury “MEMS Automotive Collision Avoidence Radar Beamformer , Ahmad Sinjari, Sazzadur Chowdhury“ [11] Peik, S.F.; Heinstadt, J.; “Multiple beam microstrip array fed by Rotman lens” [12] http://www.fhr.fgan.de/ [13] Theodore K. Anthony, “Rotman Lens Development”

38. Ende Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!