Modelowanie wielowymiarowych mikrofalowych struktur matryc Butlera

Matryca Butlera jest to wielowrotnik zbudowany z pasywnych elementów liniowych, jakimi są sprzęgacze kierunkowe, stałe przesuwniki fazy i linie je łączące. Jako liniowy wielowrotnik jest układem lustrzanie symetrycznym względem osi pionowej o N wrotach wejściowych i N wrotach wyjściowych. Zakłada się, że wszystkie wrota są dobrze dopasowane impedancyjnie i charakteryzują się nieskończenie dużą izolacją wzajemną. Liczba N wyznacza ilość wrót matrycy. Idea pracy całej sieci opiera się na wykorzystaniu zjawiska sumowania sygnałów w strukturach sprzęgaczy kierunkowych. Struktury matryc charakteryzują się powtarzalnością elementów, co ułatwia rozbudowę układów i stanowi podstawę do projektu struktur planarnych wykonywanych w jednym procesie technologicznym. Należą do układów szerokopasmowych.

---

The Butler matrix was developed as a multiple beam feed network for a phased array antenna. It uses 3-dB directional couplers and hybrid junctions along with the fixed phase shifters to speciality form. For an N element antenna array, directional couplers and phase shifters are required to create the Butler matrix. The Butler matrix is theoretically lossless, but there will always be a finite insertion loss, due to the inherent losses in transmission lines, phase shifters and directional couplers. There is no theoretical limit of the bandwidth, but due to the hardware the bandwidth is usually limited.