Rotman Lens Design and Simulation in ISM’s Band

Abstract

ABSTRACT: Wide coverage area is one of the most important requirements of the antenna applications, such as radar systems or satellite communications. Rotman lens is a low cost beam forming system that provides wide scan angle and it is simple to implement in microstrip model [1]. Rotman lens is a multi-input device which controls the beam scan angle depending on the phase shift corresponding to the path length between the input source positions and the radiator elements. In this study, beside the Rotman lens design and implementation, the conventional matching method (taper line) between the lens region and feeder lines was simulated by FEKO [2] [3]. A new matching method based on the transmission line theory was developed by making use of the standing wave pattern obtained from the FEKO simulation results, to match the feeder line to the lens by considering the lens as a parallel plate region with a given aperture width. Keywords: Rotman lens, steering beam, phased array antenna. …………………………………………………………………………………………………………………………

ÖZ: Geniş kapsama alanı, radar veya uydu haberleşme sistemleri gibi anten uygulamalarında çok aranan bir özelliktir. Mikroşerit modele haiz, düşük maliyetli Rotman lens antenler kullanılarak değişik yönlerde hüzme elde edilebilir [1]. Rotman Lens, çok girişli bir yapıya sahip olduğundan, gişiş ve çıkış noktaları arasında dalganın değişik yollar takip etmesinden kaynaklanan faz farkından ötürü, hüzmenin yönü kontrol edilebilir. Bu çalışmada, literatürdeki Rotman lens tasarımları göz önünde tutulmuş, FEKO benzetim yazılımı uygulanarak, elde edilen sonuçlarların yayınlanan sonuçlarla uyum içerisinde olduğu görülmüştür [2], [3]. Bu çalışmada, 2.45 GHz frekansında çalışan bir Rotman lens tasarımı göz önünde tutulmuş ve Rotman lens ile mikroşerit uyumlaştırması için yöntem geliştirilmiştir. Paralel iletkenlerden oluşan lens anten ile besleme kablosunu uyumlaştırmak için bir yöntem geliştirilmiştir. Yöntem, FEKO benzetim yazılımı sonuçlarından elde edilen durgun dalda grafiği ve iletim hattı teorisine dayandırılarak geliştirilmiştir.