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

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

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

2 1 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 1 Gliederung Motivation und Ziele Rotman Linse Patch Antenne Zusammenfassung und Ausblick

3 2 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 2 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 3 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 3 Simulation und Analyse Parameter von Unsre Modell: Microstrip Struktur MaterialRogers RT6006 Substrat (epsi: 6.15) Dicke von Substrat 0.64mm Dicke von Stripline 0.05mm Arbeitsfrequenz10GHz Bandbreite500MHz Scan Winkel25 Degree

5 4 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 4 Simulation und Analyse 10GHz 25Grad Model mit vollen discrete Ports

6 5 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 5 Simulation und Analyse Simulationsergebnis von 10 GHz 25 Degree - S Parameter für Reflektion von Beam Ports selbe

7 6 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 6 Simulation und Analyse Simulationsergebnis von 10 GHz 25 Degree - S Parameter für Transmission von Beam Ports nach Array Ports.

8 7 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 7 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 8 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 8 Simulation und Analyse Analysis: Warum so starke Reflektion? Wegen dem Abstand zwischen Beam Ports?

10 9 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 9 Simulation und Analyse Simulationsergebnis von 10 GHz 25 Degree (keine Abstand zwischen Beam Ports) - S Parameter für Reflektion von Beam Ports selbe

11 10 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 10 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 11 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 11 Simulation und Analyse Animationsergebnis von Simulation Ergebnis: Starke Reflektion von Beam Ports waren kleiner!

13 12 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 12 Simulation und Analyse Die Abweichung zwischen Design Frequenz von RLD und effektive Arbeitsfrequenz von MWS GHz höhre als Design Frequenz von RLD

14 13 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 13 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 14 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 14 Simulation und Analyse Simulationsergebnis von Design Frequenz: 9.8GHz 25 Degree. - S Parameter für Reflektion von Beam Ports selbe

16 15 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 15 Simulation und Analyse - S Parameter für Transmission von Beam Ports nach Array Ports.

17 16 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 16 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 17 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 17 Simulation und Analyse Simulationsergebnis von Design Frequenz: 9.9 GHz 25 Degree. - S Parameter für Reflektion von Beam Ports selbe

19 18 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 18 Simulation und Analyse - S Parameter für Transmission von Beam Ports nach Array Ports.

20 19 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 19 Simulation und Analyse Erstellen wir noch eine Rotman Linse Modell (Design Frequenz 9.95 GHz) in RLD.

21 20 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 20 Simulation und Analyse Simulationsergebnis von Design Frequenz: 9.95 GHz 25 Degree. - S Parameter für Reflektion von Beam Ports selbe

22 21 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 21 Simulation und Analyse - S Parameter für Transmission von Beam Ports nach Array Ports.

23 22 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 22 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 23 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 23 Simulation und Analyse S Parameter für Reflektion von Beam Ports selbe

25 24 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 24 Simulation und Analyse - S Parameter für Transmission von Beam Ports nach Array Ports.

26 25 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 25 Simulation und Analyse Modell:10GHz 25Grad Model mit vollen discrete Ports Dummy Ports weglassen.

27 26 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 26 Simulation und Analyse S Parameter für Reflektion von Beam Ports selbe

28 27 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 27 Simulation und Analyse - S Parameter für Transmission von Beam Ports nach Array Ports.

29 28 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 28 Simulation und Analyse Animationsergebnis von Simulation

30 29 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 29 Simulation und Analyse Modell:10GHz 25Grad Model mit vollen discrete Ports Side Wall mit Absorb Materail verbinden.

31 30 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 30 Simulation und Analyse S Parameter für Reflektion von Beam Ports selbe

32 31 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 31 Simulation und Analyse - S Parameter für Transmission von Beam Ports nach Array Ports.

33 32 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 32 Simulation und Analyse Animationsergebnis von Simulation

34 33 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 33 Simulation und Analyse Simulation von Array Transmission Line

35 34 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 34 Simulation und Analyse Im Vergleichen zu rechnensergebnis.

36 35 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 35 Simulation und Analyse

37 36 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 36 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 [2] R. C. Hansen, Design trades for Rotman lenses, IEEE Trans. Antennas Propagat., Vol. 39, No. 4, Apr. 1991, pp [3] [3] [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] [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] [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] [13] Theodore K. Anthony, Rotman Lens Development

38 37 T. MBiatat, C. Wen, B. XiaoUniv. Paderborn, FG Theoretische Elektrotechnik 37 Ende Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!


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