طراحی و شبیه‌سازی یک مقسم توان ویلکینسون سه بانده با ایزولاسیون بالا با استفاده از الگوریتم PSO

روش‌های هوشمند در صنعت برق

مقاله 2، دوره 6، شماره 23، آبان 1394، صفحه 13-20   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

فرزاد خواجه خلیلی؛ محمدامین هنرور^*

دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد

چکیده

در این مقاله، یک مقسم توان ویلکینسون سه بانده‌ی مایکرواستریپی، با استفاده از سه بخش سری شده‌ی معادل به جای خط انتقال ربع طول موج متداول، طراحی و شبیه‌سازی شده است. ساختار پیشنهادی دارای قابلیت گزینش‌گری بالا برای طراحی ابعاد می‌باشد. در همین راستا، با استفاده از الگوریتم PSO، انتخاب‌های بهینه برای طول‌های الکتریکی سه بخش سری شده‌ی معادل، امپدانس‌های مشخصه‌ی نظیر خطوط و در نهایت، طراحی سه مقاومت جهت ایزولاسیون بالا بین دهانه‌های خروجی، حاصل می‌گردد. نتایج بررسی‌های انجام شده در این مقاله حاکی از این حقیقت است که مقسم توان ویلکینسون پیشنهادی، علاوه بر ایزولاسیون بالا بین دهانه‌های خروجی، یک مقسم توان ویلکینسون سه بانده به منظور کاربرد در سیستم‌های مخابراتی بی‌سیم نظیر GSM 850، GSM 900، GPS ، GSM 1800، GSM 1900، UMTS،WLAN  و WiMAX  خواهد بود. در ادامه، مقسم توان ویلکینسون طراحی شده، توسط نرم افزار CST-MW 2013 شبیه‌سازی شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان دهنده‌ی مطلوب بودن ساختار پیشنهادی و مناسب بودن روش تحلیل و طراحی می‌باشد

کلیدواژه‌ها

مقسم توان ویلکینسون؛ سه بانده؛ خط انتقال ربع طول موج؛ سه بخش سری شده‌ی معادل؛ ایزولاسیون؛ PSO

مراجع

[1] D.M. Pozar, "Microwave Engineering", 3rd ed., pp. 333-337, New York: Wiley, 2005. 

[2] E.J. Wilkinson, "An N-way hybrid power divider", IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques, Vol. 8, No. 1, pp. 116-118, Jan. 1960.

[3] L. Wu, H. Yilimaz, A. Pascht, M. Berroth, "A dual-frequency Wilkinson power divider: For a frequency and its first harmonic", IEEE Microwave and Wireless Components Letters, Vol. 15, No. 2, pp. 107-109, Feb. 2005.

[4] L. Wu, H. Yilimaz, M. Berroth, "A dual-frequency Wilkinson power divider", IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques, Vol. 54, No. 1, pp. 278-284, Jan. 2006.

[5] A.S.S. Mohra, "Compact dual band Wilkinson power divider", Microwave and Optical Technology Letters, Vol. 50, No. 6, pp. 1678-1681, Jun. 2008.

[6] Y. Wu, Y. Liu, Sh. Li, H. Zhou, "Compact dual-band equal power divider circuit for large frequency-ratio application", Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz WavesVol. 31, No. 2, pp. 228-236, Sep. 2009.

[7] X. Wang, I. Sakagami, A. Mase, M. Ichimura, "Wilkinson power divider with complex isolation component and its miniaturization", IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques, Vol. 62, No. 3, pp. 422-430, Mar. 2014.

[8] M. Chongcheawchamnan, S. Patisang, M. Krairiksh, I.D. Robertson, "Tri-band Wilkinson power divider using a three-section transmission-line transformer", Microwave and Wireless Components Letters, Vol. 16, No. 8, pp. 452-454, Aug. 2006.

[9] B. Xia, L. Sh. Wu, J. Mao, L. Yang, "A new quad-band Wilkinson power divider", Journal of Electromagnetic Waves and Applications, Vol. 28, No. 13, pp. 1622-1634, Aug. 2014.

[10] L. Chang, H. Tseng, "Compact Wilkinson power divider using two-section asymmetrical T-structures", Electronics Letters, Vol. 49, No. 8, pp. 516-5172, Apr. 2013.

[11] H. Tseng, H. Wu, "Compact planar Wilkinson power divider using π-equivalent shunt-stub-based artificial transmission lines",  Electronics Letters, Vol. 46, No. 19, pp. 1327-1328, Sep. 2010.

[12] W. Choe, J. Jeong, "Compact modified Wilkinson power divider with physical output port isolation", IEEE Microwave and Wireless Components Letters, Vol. 24, No. 2, pp. 81-83, Feb. 2014.

[13] N. Gao, G. Wu, Q. Tang, "Design of a novel compact dual-band Wilkinson power divider with wide frequency ratio", IEEE Microwave and Wireless Components Letters, Vol. 10, No. 4, pp. 236-239, Oct. 2013.

[14] J. Wang, J. Ni, Y.X. Guo, D. Fang, "Miniaturized Microstrip Wilkinson power divider with harmonic suppression", IEEE Microwave and Wireless Components Letters, Vol. 19, No. 7, pp. 440-442, July 2009.

[15] R. Mirzavand, M.M. Honari, A. Abdipour, G.R. Moradi, "Compact Microstrip Wilkinson power dividers with harmonic suppression and arbitrary power division ratios", IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques,  Vol. 61, No. 1, pp. 61-68, Jan. 2013.

[16]J. Kennedy, R. Eberhart, "Particle swarm optimization", Proceeding of the IEEE/ICNN, pp. 1942-1948, Perth, WA, Nov./Dec.1995.

[17] W. Wang, Y. Lu, J.S. Fu, Y. Zh. Xiang, "Particle swarm optimization and finite-element based approach for microwave filter design", IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques, Vol. 41, No. 5, pp. 1800-1803, May 2005.

[18] O.T. Altinoz, A.E. Yilmaz, "Particle swarm optimization with parameter dependency walls and its sample application to the Microstrip-like interconnect line design",International Journal of Electronics and Communications, Vol. 66, No. 10, pp. 107-114, May 2011.

[19] Y. Shi, R. Eberhart, "A modified particle swarm optimizer", Proceeding of the IEEE/ICEC, pp. 69-73, Anchorage, AK, May1998.

[20] R. Eberhart, Y. Shi, "Particle swarm optimization: developments, applications and resources", Proceeding of the IEEE/CEC, Vol. 1, pp. 81-86, Seoul, May 2001.

[21] Y. Shi and R. Eberhart, "Comparing inertia weights and constriction factors in particle swarm optimization", Proceeding of the IEEE/CEC, Vol. 1, pp. 84-88, La Jolla, CA, July 2000.