An Analysis and Design of Wideband Microstrip Rotman Lens by Contour Integral and Segmentation Method

This paper presents analysis and design of microstrip Rotman lens operating over wide band and wide steering angle by the contour integral method along with the segmentation method. All mutual coupling, internal reflections between ports and the discontinuity at every junction are taken into account. Equally spaced ports are designed and realized, which make suppress output ripple through the array ports. Impedance matching and mutual coupling between ports are analyzed and optimized using 12 input and 12 output exponential tapers. The measured results of fabricated lens show ${\pm}$ 1.8 dB insertion loss deviation over 6∼18 GHz wide frequency range and beam steering accuracy less than 1$^{\circ}$over ${\pm}$53$^{\circ}$angle and agrees well with the analysis results.

경계적분법과 세그멘테이션 기법에 의한 광대역 마이크로스트립 로트만 렌즈의 해석 및 설계

본 논문은 경계적분법과 세그멘테이션 기법을 이용하여 광대역 주파수 및 광 조향각 범위에서 빔조향이 가능한 마이크로스트립 로트만 렌즈의 해석 및 설계를 제안하고 있다. 렌즈 각 포트간의 모든 상호결합과 다중반사 및 선로간 불연속 특성이 해석에 포함되었다. 등간격 포트 설계를 통해 광조향각 범위에서 배열포트의 출력 리플을 억제하는 구조를 구현하였다. 12 입력 12 출력의 각 포트에 지수함수 테이퍼를 적용하여 임피던스 정합 및 포트간 상호결합을 해석하고 최적화하였다. 제작된 렌즈는 측정결과 6~18 GHz의 광대역 주파수 범위와 $\pm$53$^{\circ}$의 조향각 범위에 대해 $\pm$1.8 dB 이하의 삽입손실 편차와 1$^{\circ}$이하의 조향 정확도를 가지며, 해석결과 와도 잘 일치함을 확인하였다.