Skip to main content

Analysis and Design of Ultra-Wideband PRGW Hybrid Coupler Using PEC/PMC Waveguide Model

Research Abstract

In this paper, a new method to facilitate the design of Printed Ridge Gap Waveguide (PRGW) structures is introduced. One of the main difficulties in designing such structures is related to their simulation process which is really time and energy-consuming. Therefore, a suitable boundary condition is considered to bring about the primary structure without involving the bed of nails or mushroom unit cells. Using this technique, a wideband PRGW 3 dB hybrid double-box coupler is designed to serve in mm-wave frequencies at a center frequency of 30 GHz, which can be deployed for the next generation of mobile communication. The designed coupler provides a wide matching and isolation bandwidth with low output amplitude imbalance, which is unique in comparison with current couplers. The prototype of the proposed coupler is fabricated and measured where the simulation and measurement results show a good agreement indicating the strength of the proposed method in PRGW structure design as well. The measured results show the couplers achieve better than 10-dB return loss and isolation over the frequency range from 25 to 40 GHz (46% BW) with the power-split unbalance and phase error within ± 1 dB and ± 5°, respectively. In addition, square mushrooms are chosen here to satisfy the high impedance surface. Not only do they bring about larger stop bandwidth, but also their configuration facilitates the arrangement of them around the coupler. The proposed design has superb characteristics such as low profile, low loss, and easy integration with microwave circuits and systems that can be suitable for designing mm-wave beamforming networks.

Research Authors
Zahra Mousavirazi, Mohamed Mamdouh M Ali, Hassan Naseri Gheisanab, Tayeb A Denidni
Research Date
Research Department
Research Journal
Scientific Reports
Research Member
Research Publisher
nature publishing group
Research Year
2022

Stripline Y-junction circulators: Accurate model and electromagnetic analysis based on Gaussian field distribution boundary conditions

Research Abstract

The conventional analysis of the circulator usually ignores ferrite disk thickness by assuming no axial variation, where the outcomes are limited to the case of small thickness ferrite disks. However, a typical scenario of a stripline Y-junction circulator has a ferrite disk thickness equal to that of the substrate. As a result, the assumption of a constant field along the feed-linewidth does not account for a realistic boundary condition. Increasing the ferrite thickness results in a significant variation in the field along the perimeter of the ferrite disk, which must be considered for accurate modeling and analysis. In this article, modeling of the Y-junction stripline circulator is proposed and investigated using Gaussian field distribution (GFD) boundary conditions. The proposed analysis takes into account the effects of ferrite thickness that controls both the field distribution and the demagnetization factor. The proposed analysis is applied to the case of a single ferrite disk and validated through a comparison between the analytical and simulation results conducted using a 3-D electromagnetic solver in different frequency bands. An excellent agreement is observed between the simulated and analytical results, highlighting the limitations of the conventional analysis methodology.

Research Authors
Mohamed Mamdouh M Ali, Shoukry I Shams, Mahmoud Elsaadany, Ke Wu
Research Date
Research Department
Research Journal
IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques
Research Member
Research Publisher
IEEE
Research Year
2022

هندسة الصرف الصحي والهندسة البيئية

Description

أنظمة نقل ومعالجة والتخلص من مياه الصرف الصحي، تصميم شبكات مياه الأمطار والصرف الصحي، إعادة استخدام مياه الصرف الصحي، معالجة الحمأة والتخلص منها، طرق مبسطة لتصميم وحدات ونظم المعالجة، استخدامات الحاسب الآلي في هندسة البيئة.تصميم محطات معالجة المخلفات، الامتصاص والتبادل الأيوني، الأغشية وتحليل المياه المالحة، التعقيم، برك الترسيب، معالجة الحمأة. مصـادر المخلفات الصلبة ونماذج التنبؤ بكمياتها، تحديد خصائص ومكونات المخلفات الصلبة، تصميم مخازن المخلفات الصلبة، وسائل الجمع والتقطيع، تصميم أفضل الطرق لجمع المخلفات.

Instructor

هندسة الامداد بالمياه

Description

 أنظمة الإمداد بالمياه، نوعية المياه، أنظمة تنقية المياه، أسس تصميم محطات الامداد بالمياه السطحية، الترسيب الضحل، أحواض المكوث، منشآت فائض الترشيح، تصميم محطات إمداد وتنقية المياه النقالي، وتصميم خطوط الأنابيب وشبكات توزيع المياه، تصميم الخزانات العالية والارضية

Instructor

حماية البيئة

Description

قوانين حماية البيئة، التحكم في تلوث الماء والهواء والتربة،جدوى تصميم محطات نقل المخلفات الصلبة، تصميم نظم ووسائل التخلص من المخلفات الصلبة، التخلص من النفايات الصلبة بدفنها في الأرض، تصميم نظم مخازن النفايات وتحويلها إلى سماد.تصميم بعض الأنظمة البيولوجية الخاصة، نظم التخلص وإعادة استخدام مياه المخلفات الصناعية المعالجة وغير المعالجة. صرف المخلفات في الأنهار ومصابها، التلوث البحري والتحكم فيه، تشييد المصبات البحرية، طرق تجميع المخلفات الصلبة ومعالجتها والتخلص منها

Instructor

هيدروليكا (2)

Description

خواص القطاعات للقنوات المفتوحة، الطاقة النوعية، القفزة الهيدروليكية وخصائصها وانواعها، تصميم القطاعات العرضية للقنوات المفتوحة، منحنيات الرمو، الماكينات الهيدروليكية، التخزين علي الانهار، التوربينات الهيدروليكية

Instructor

تصميم منشآت الري (2)

Description

أنـواع ومميزات ووظائف المنشآت الهيدروليكية، تصنيف الهدارات والقناطر الكبرى، تحليل وتصميم الخزانات والسدود، تصميم المفيضات والمخارج للسدود، تحليل وتصميم المنشآت الهيدروليكية الخاصة بتنظيم سريان المياه وتوفير الحماية اللازمة فيها، تبدد الطاقة المائية، تصميم المنشآت الهيدروليكية باستخدام الحاسب الآلي.

Instructor

هندسة الموانئ والملاحة الداخلية

Description

تخطيط وإنشاء الموانئ، نظرية الأمواج الدورية، طاقة وقدرة الأمواج، انكسار وانتشار وانعكاس الأمواج، الرياح والمد والجزر، التأثير المتبادل بين الأمواج والمنشآت البحرية، تأثير قوى الأمواج على المنشآت البحرية، تصميم المنشآت البحرية والساحلية، ظواهر المناطق الساحلية، انتقال الرواسب الساحلية، تطبيقات باستخدام الحاسب الآلي.

Instructor
Subscribe to