Ma trận Butler 4x4 AFSIW tác giả sử dụng kết quảđồ án của cựu sinh viên Vũ Hồng Tiến lab RF3I – viện Điện, Đại học Bách khoa Hà Nội. Thiết kế hoàn chỉnh của ma trận Butler trong đồán được mơ tảnhư trong Hình 3.2. Mạch được mơ hình trên phần mềm thiết kế, mô phỏng mạch cao tần và vi sóng CST 2019 với vật liệu chế tạo Rogers RT5880 0,508mm có đọ dày lớp đồng 0,017mm. Thiết kế với kích thước mơ tả của mạch có thể thực hiện bằng công nghệ chế tạo mạch in PCB trong thực tế. Các cổng nhận tín hiệu đầu vào của mạch được đánh số từ 1 tới 4 và các cổng đầu ra để ghép nối tới mảng ăng-ten được đánh số từ 5 tới 8. Các cổng này đều có chiều rộng giữa các hàng via là 7,04mm. Ma trận Butler 4x4 trên AFSIW có cấu tạo gồm các phần tử đã thiết kế và đánh giá đạt các tiêu chí như sau:
• Dải tần hoạt động 27-29 GHz
• Hệ số phản xạở các cổng đầu vào thấp hơn -15dB • Hệ số cách ly giữa các cổng đầu vào cao hơn 15dB
• Độ dịch pha các cổng đều đạt giá trị gần lý tưởng ( -45°) và sai lệch so với giá trị này khơng q 5°
39
Hình 3.2 Ma trận Butler 4x4 AFSIW- kết quả đồ án của cựu sinh viên Vũ Hồng Tiến lab RF3I – viện Điện, Đại học Bách khoa Hà Nội
3.2 Thiết kế mảng ăng-ten răng lược vi dải có điều hướng búp sóng
Ma trận Butler 4x4 AFSIW sử dụng cơng nghệ (AFSIW) ống dẫn sóng tích hợp trong chất nền khơng khí. Chế độ lan truyền sóng trong các cơng nghệ ống dẫn sóng tích hợp trong chất nền chiếm ưu thế là TE10. Chế độ lan truyền sóng của các công nghệ đường vi dải – ăng-ten răng lược vi dải là Quasi-TEM. Do đó khi ghép nối trực tiếp ma trận Butler 4x4 AFSIW và mảng ăng-ten răng lược vi dải sẽ gây ra thất thoát năng lượng lớn do đột ngột thay đổi chếđộ lan truyền sóng. Một giải pháp hữu hiệu được đề xuất là bộ chuyển đổi từ AFSIW sang đường vi dải. Để thu gọn kích thước của hệ thống, tác giả thiết kế hệ thống hoàn chỉnh trên 2 lớp tương ứng với 3 khối chính: ma trận Butler 4x4 AFSIW, bộ chuyển đổi từ ma trận Butler 4x4 AFSIW sang mảng ăng-ten, mảng ăng-ten. Lớp 1 gồm ma trận Butler 4x4 AFSIW và bộ chuyển đổi AFSIW sang SIW. Lớp 2 bao gồm bộ chuyển đổi từSIW sang đường vi dải Hình 3.3.