Influence of the directional coupler’s parameters on the characteristics of Butler matrix 4×4

В работе получена математическая модель матрицы Батлера 4×4 без кроссоверов на основе 3 дБ 90° направленных ответвителей. Получены и исследованы зависимости распределения амплитуд и набега фазы сигналов на выходах, уровня согласования входов матрицы от характеристик направленного ответвителя, а именно: разбалансировки амплитуд и фаз сигналов на выходах плечей, уровней согласования и развязки ответвителя.Introduction. A brief description of the Butler matrix operating principle and structure is given. The purpose of the study is defined and justified. Mathematical model of Butler matrix. The overall scattering matrix of 4×4 Butler matrix without crossovers is obtained. A well-known method of multipoles cascade connection is used to derive the scattering matrix. 3 dB 90° symmetric and lossless directional couplers are used as building blocks for Butler matrix. The phase shift of phase shifters assumed as frequency-independent. Modeling of the directional coupler’s real characteristics. Four characteristics of directional coupler are considered as affecting the overall performance of Butler matrix: amplitude and phase imbalance at the output ports, reflection and isolation of input ports. Analysis of the results. The plots of amplitude distribution at the output ports and phase difference between adjacent output ports versus the characteristics of directional coupler are shown. The analysis of results is given. Maximum permissible parameters of directional coupler are determined to obtain a qualitative Butler matrix. Conclusions. General conclusions of the paper are given. Possible directions of further research are identified.В работе получена математическая модель матрицы Батлера 4×4 без кроссоверов на основе 3 дБ 90° направленных ответвителей. Получены и исследованы зависимости распределения амплитуд и набега фазы сигналов на выходах, уровня согласования входов матрицы от характеристик направленного ответвителя, а именно: разбалансировки амплитуд и фаз сигналов на выходах плечей, уровней согласования и развязки ответвителя

Вплив параметрів напрямлених відгалужувачів на характеристики матриці Батлера розмірністю 4×4

Introduction. A brief description of the Butler matrix operating principle and structure is given. The purpose of the study is defined and justified. Mathematical model of Butler matrix. The overall scattering matrix of 4×4 Butler matrix without crossovers is obtained. A well-known method of multipoles cascade connection is used to derive the scattering matrix. 3 dB 90° symmetric and lossless directional couplers are used as building blocks for Butler matrix. The phase shift of phase shifters assumed as frequency-independent. Modeling of the directional coupler’s real characteristics. Four characteristics of directional coupler are considered as affecting the overall performance of Butler matrix: amplitude and phase imbalance at the output ports, reflection and isolation of input ports. Analysis of the results. The plots of amplitude distribution at the output ports and phase difference between adjacent output ports versus the characteristics of directional coupler are shown. The analysis of results is given. Maximum permissible parameters of directional coupler are determined to obtain a qualitative Butler matrix. Conclusions. General conclusions of the paper are given. Possible directions of further research are identifiedВ работе получена математическая модель матрицы Батлера 4×4 без кроссоверов на основе 3 дБ 90° направленных ответвителей. Получены и исследованы зависимости распределения амплитуд и набега фазы сигналов на выходах, уровня согласования входов матрицы от характеристик направленного ответвителя, а именно: разбалансировки амплитуд и фаз сигналов на выходах плечей, уровней согласования и развязки ответвителя.У роботі отримано математичну модель матриці Батлера 4×4 без кросоверів на основі 3 дБ 90° напрямлених відгалужувачів. Отримані та досліджені залежності розподілу амплітуд та набігу фази сигналів на виходах, рівня узгодження входів матриці від характеристик напрямленого відгалужувача, а саме: розбалансування амплітуд і фаз сигналів на виходах плечей, рівнів узгодження та розв’язки відгалужувача

Ultrawideband tapered slot, waveguide and dipole antenna arrays

This paper offers a review of the most valuable results of antenna array research and development at NTUU "KPI" within the last ten years for ultrawideband radar applications. First, paper describes a novel way to optimize the unilateral tapered slot antenna (TSA) being an element of a wideband scanning array. Second, theoretical and practical results of proposed volume horn array antenna with slant polarization are presented. Third, some result of a novel extension of Munk's current sheet concept is proposed, where the ultrawideband array antenna dipole screened dipole element is substituted by more complicated subarray of dipoles that have different sizes and values of mutual coupling. This approach of ultrawideband radiating panel creation allows to achieve a wide scan angles in orthogonal planes in frequency range with coverage up to 7:1