ABDULLAH GENÇ, İBRAHİM BAHADIR BAŞYİĞİT, TUNA GÖKSU, SELÇUK HELHEL

Farklı Güç Oranları için Dikdörtgen Dalga Kılavuzu Güç Bölücülerinin Karakteristiklerinin İncelenmesi

Mikrodalga pasif bileşenlerin eklemeli imalat yöntemleri ile üretimine olan ilgi son yıllarda gün geçtikçeartmaktadır. Bu yöntemlerin en önemli avantajları karmaşık geometrideki mikrodalga pasif bileşenlerikısa sürede, düşük ağırlıkta ve düşük maliyette üretmektir. Bu çalışmada, 12 GHz çalışma frekansındadikdörtgen dalga kılavuzu güç bölücüleri tasarlanıp 3B baskıyla üretilmiş ve tüm yüzeylerine elektrolizsizve elektrolizli olmak üzere toplam 20 µm’lik bakır kaplama yapılmıştır. Yöntem olarak birleştirmeliyığmayla modelleme tekniği ve malzeme olarak ABS termoplastik malzeme kullanılmıştır. Bu çalışmanınözgün yönü, T-ekleme elemanının ABS termoplastik ve bakır kaplama kullanılarak 3B baskıteknolojisiyle üretilmesinin yanı sıra farklı güç oranlarındaki güç bölücülerinin performans sonuçlarınınkarşılaştırmalı olarak incelenmesidir. CST Microwave Studio yazılımıyla önerilen bileşenlerin geri dönüşkayıpları, iletim kayıpları ve elektrik alan dağılımları elde edilmiştir. Farklı güç oranlarındaki dikdörtgendalga kılavuzu güç bölücüleri tasarlanıp performansları incelenmiştir. Sonuçlar incelendiğinde, eşit güçoranlı güç bölücünün iletim katsayısı tüm frekans bölgesinde ~3 dB civarındadır ve diğer durumlar içinçıkış portları arasındaki faz farkı ve güç oranları frekansa bağlı olarak değiştiği görülmektedir. Tümdurumlardaki geri dönüş kayıpları birbirine oldukça yakındır.

Investigation of the Characteristics of the Rectangular Waveguide Power Dividers for Different Power Ratios

The interest in the production of microwave passive components with the methods of additive manufacturing has increased day by day. The most important advantages of these methods are to produce microwave passive components having complex geometry in short time, low weight and low cost. In this study, rectangle waveguide power dividers at 12 GHz operating frequency are designed and produced via 3D printing and a total of 20 μm non-electrolytic and electrolytic copper plating is made on all surfaces. ABS thermoplastic as material and fused deposition modeling technique as a method are used. The novelty of this work is not only the manufacturing of T-junction component by means of 3D printing technology by using ABS termoplastic and copper plating but also, having the performance results of T-junction components with different power ratios comparatively. Return losses, transmission losses and electric field distributions of the proposed components are obtained by using CST Microwave Studio software. Rectangular waveguide power dividers having different power ratios are designed and their performances are investigated. When the results are examined, the transmission coefficient of the power divider having equal power ratio is ~3 dB in the entire frequency range. For other cases, it is observed that the phase difference and the power ratio between the output ports change depending on the frequency. The return losses in all cases are very close to each other.

PDF

___

Milligan, T.A., 2005. Modern Antenna Design, John Wiley & Sons.
Sehm, T., Lehto, A., Räisänen, A.V., A Large Planar 39 GHz Antenna Array of WaveguideFed Horns, IEEE Transactions on Antennas and Propagatıon Antennas, 46(8), 1189-1193.
Yang, S., Fathy, A.E., 2009. Design Equations of Arbitrary Power Split Ratio Waveguide T-junctions using a Curve Fitting Approach, International Journal of RF and Microwave Computer-Aided Engineering, 19(1), 91-98.
Sehm, T., Lehto, A., Raelsaenen, A., 1997. Matching of a Rectangular Waveguide T-junction with Unequal Power Division, Microwave and Optical Technology Letters, 14(3), 141-143.
Yang, S., Fathy, A.E., 2005. Synthesis of a Compound T-junction for a Two-way Splitter with Arbitrary Power Ratio, Microwave Symposium Digest, 2005 IEEE MTT-S International.
Zhang, B., Zirath, H., 2016. Metallic 3-D Printed Rectangular Waveguides for Millimeter-wave Applications, IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology, 6(5), 796-804.
Mallory, G.O., Hajdu, J.B., 1990. Electroless Plating: Fundamentals and Applications, William Andrew.
Bang, J.H., Hwang, S.M., Lee, S.G., Ahn, B.C., 2003. Design Formulas for the H-plane Septum Power Divider in a Rectangular Waveguide, Microwave and Optical Technology Letters, 37(5), 390-393.
Gibson, I., Rosen, D., Stucker, B., 2010. Rapid Prototyping to Direct Digital Manufacturing, Additive Manufacturing Technologies Springer, 299-332.
Garcia, C., Rumpf, R., Tsang, H., Barton, J., 2013. Effects of extreme surface roughness on 3D printed horn antenna, Electronics Letters, 49(12), 734-736.
Timbie, P.T., Grade, J., Weide, D.V.D., Maffei, B., Pisano, G., 2011. Stereolithographed Mm-wave Corrugated Horn Antennas, International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, 36th International Conference on IEEE, 1-3.
Geterud, E.G., Bergmark, P., Yang, J., 2013. Lightweight Waveguide and Antenna Components using Plating on Plastics, 7th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), 1812-1815.