Son güncelleme: 04.04.2023
Bu yazımızda CST Studio Suite ile 90 Derece Hibrid Kuplör tasarımı ve analizi gerçekleştireceğiz. 90 derece hibrid kuplörler mikrodalga uygulamalarında en çok kullanılan pasif devre elamanlarından biridir. Güç bölücü ve birleştiriciler, kablosuz haberleşme düzeneklerinde, işaret işleme uygulamalarında, RF ve mikrodalga tümleşik devrelerinde zayıflatıcı, faz kaydırıcı, karıştırıcı, yükseltici, kipleyici (modülatör) ve anten tasarımlarının parçası olarak kullanılırlar.
90° hibrid kuplörler 3 dB yönlü kuplördür. Bir 90° hibrid kuplör iki farklı karakteristik empedansa sahip λ/4 uzunluğunda dört transmisyon hattından oluşmaktadır. 90 Derece Hibrid Kuplörde yüksek dereceli bir simetri olduğundan bütün kapılar giriş kapısı olarak kullanılabilir. Bütün kapılar uyumlu yapıldığında kapı 1‘e gelen güç, kapı 2 ve 3 arasında 90 derece faz farkı ile eşit olarak bölünür. Kapı 4’e ise hiç güç bağlaşmaz.
CST Studio Suite Shematic ara yüzü içerisinden Blok seçim ağacı içerisinde bulunan bileşene Microstrip > Coupler > Microstrip branchline coupler veri yolunu kullanılarak ulaşabilirsiniz. Şematik olarak eklenmesini sürükleyip bırakarak sağlayabilirsiniz. Ayrıntılı bilgi için help dosyasına bakabilirsiniz.
Tasarım parametreleri 2.4 Ghz frekansı için hesaplanmıştır. CST programının içerisinde barındırdığı makrolar vasıtayla hesaplamalar gerçekleştirilmiştir.
Sonuçları incelediğimizde giriş portu üzerinde -29 dB’lik geri yansıma ile güç çıkış portlarına yaklaşık 3 dB olarak çıkış portlarında eşit olarak bölünmüştür. İzole portunda -31 db lik güç görülmektedir. İdeal durumlarda izole portunda güç gözlenmez ancak bu değer neredeyse 0 yakın bir değerdir.
Çıkış portlarında faz farkını incelediğimizde s2(1),1(1) ile s2(2),1(1) arasında yaklaşık 90 derecelik faz farkı görülmektedir. Simetrik yapısı sebebiyle bu sonuçlar besleme portu değiştirildiğinde diğer portlar içinde geçerlidir.
Bu içeriğimizde 90 derece hibrid kuplörün tasarımını ve analizini gerçekleştirdik. Portlar üzerinde güç dağılımlarını, çıkış portlarının arasında 90 derecelik faz farkı olduğunu ve yüzey akım dağılımlarını inceledik. CST Studio Suite ile ilgili olarak daha detaylı bilgi almak için web sitemizi ziyaret edebilirsiniz.
