تصميم رابط هجين من نوع Branch-Line-coupler عة باستخدام عناصر شبه جمُّم ووصلات - T متناظرة وغير متناظر

عنوان المشروع:

تصميم وتنفيذ رابط هجين Branch-Line Coupler مدمج باستخدام تقنية العناصر شبه المُجمّعة (Quasi-Lumped Elements) والهياكل T المتماثلة وغير المتماثلة، مع محاكاة متقدمة على HFSS.

وصف المشروع:

قمتُ في هذا المشروع بتصميم رابط هجين من نوع Branch-Line Coupler يعمل بتقنية Microstrip بهدف تقليل الحجم وتحسين الأداء عبر استخدام العناصر شبه المُجمّعة (Quasi-Lumped Elements) بدلاً من الخطوط التقليدية، إضافةً إلى اعتماد هياكل على شكل حرف T بنسختيها:

هيكل T متناظر (Symmetrical T-Structure)

هيكل T غير متناظر (Nonsymmetrical T-Structure)

يهدف التصميم إلى تحقيق Coupler مدمج (Compact) بأداء ممتاز عند التردد المطلوب، مع إمكانية التحكم في طول الخطوط الفعّالة والعناصر المكافئة دون زيادة المساحة الفيزيائية.

أهم إنجازات المشروع:

1. دراسة وتحليل العناصر شبه المُجمّعة (Quasi-Lumped Elements)

نمذجة المكثفات والمحاثات المكافئة باستخدام بنى ميكروستريب قصيرة.

تحويل الخطوط ربع الموجية التقليدية إلى مكافئات Lumped مما أدى لتقليل الحجم بنسبة كبيرة.

2. تصميم بنية T متناظرة وغير متناظرة

تطوير هيكل T Symmetrical للحصول على توزيع متجانس للطاقة.

تطوير هيكل T Nonsymmetrical للتحكم الأفضل بالخصائص الكهربائية وتحسين الاستجابة.

مقارنة أداء البنيتين من حيث: Return Loss، Coupling، Isolation، وPhase Balance.

3. المحاكاة باستخدام HFSS

بناء النموذج الكامل على برنامج ANSYS HFSS باستخدام تقنيات 3D Electromagnetic Simulation.

استخراج S-Parameters والتحقق من مطابقة الأداء للقيم التصميمية.

ضبط Optimization تلقائي لتحسين المقادير الهندسية للوصول إلى الأداء المطلوب.

4. تحسين الأداء وتقليل الحجم

تقليل المساحة الكلية للـ Coupler مقارنةً بالتصميم التقليدي.

تحسين Isolation والحفاظ على 90° Phase Difference بين المخارج.

تحقيق Coupling ثابت ضمن النطاق المطلوب.

نتائج المشروع:

تصميم جاهز وعملي لرابط هجين مدمج وفعّال.

أداء كهربائي ممتاز وفق معايير HFSS.

تقليل الحجم بشكل كبير عبر استخدام العناصر شبه المُجمّعة.

إمكانية تطبيق التصميم في الهوائيات، شبكات التوزيع، وأنظمة الاتصالات الحديثة.