Rotman Lens Designer (RLD)ソフトウェアは、設計パラメータのリストからレンズを定義し、最適化するために使用されます。レンズは以下のような特性を持ちます：
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50オームのシステム・インピーダンス
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マイクロストリップ設計
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中心周波数16 GHz、帯域幅4 GHz
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20度の最大スキャンアングル
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半波長の素子間隔
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7つのビームポート
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16 アレイポート
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その他のパラメーターはすべて設計者次第
必要なパラメータの入力
RLDの物理特性タブでは、システムインピーダンスとレンズタイプを上2つの入力フィールドで設定できます。
RLDの電気的特性タブでは、最初の3つの入力フィールドに中心周波数、帯域幅、素子間隔を入力することができます。タブの中央には、ビーム数とアレイ素子数も入力できます。
この時点で、残りのデザインはユーザー次第となる。比較のために、2つの異なるデザインを検討する。
デザイン1
設計1は、焦点距離を0.15メートルに設定した円形の焦点輪郭形状を使用。基板は誘電体で、誘電率は2.33、損失正接は0.0005、厚さは0.508mmです。物理特性タブの他の値はすべてデフォルト値のままにしてあります。焦点距離は、後の調整プロセスで調整します。
レンズの電気的特性は、開口数分布をマニュアルに、アルファ比を0.8に設定。フレア角はビームポート、アレイポートともに12度、最大ポートサイズは2波長に設定。ポートポインティングはビームポート、アレイポートともに有効。ダミーポートは、最大ポートサイズ1.15波長、フレア角12度、輪郭曲率1.20で使用する。この未調整段階での設計を図1に示す。
センターポート（ポート 4）をアクティブにし、他のポートをすべてオフにした状態で、設計のアレイファクターがプロットされます。アレイファクタープロットが表示された状態で、焦点比のスライダーを、明確なセンタービームが見つかるまで動かします（図 2）。これは焦点距離比 1.0385 で発生します。この設計のビームとアレイの位相誤差は、すべてのポートで0.5度未満であることがわかります（図3）。ビーム1のみをアクティブにした場合、ビームオフセットは16度（α比で定義される最大スキャン角の80％）であり、アレイファクターは依然として明確に定義されています（図4）。出来上がったデザイン1のプロトタイプを図5に示す。
次に，設計 1 を全波ソルバー XFdtd で解析しました．RLDとXFの出力の比較については、「Rotman Lens with Linear Antenna Array」の例を参照してください。
図1：ほとんどのパラメータを入力した後のデザイン1の未調整レンズ。
図2：焦点比を所望の値にチューニングした後のデザイン1のアレイファクター。
図3：同調設計1の位相誤差。
図4：スキャン角のオフセットを示す設計1のビーム1のアレイ係数。
図5：デザイン1のチューニングレンズ。
図6：デザイン2のチューニングレンズ。
デザイン2
2つ目の設計では、焦点距離を自動設定し、誘電率6.15、損失正接0.0027、厚さ0.127mmの誘電体を使用する。すべてのポートのフレア角は15度に設定されている。また、輪郭の曲率は1.8に、ダミーポートのサイズは0.93波長に設定されている。この変更にもかかわらず、レンズは焦点比1.0385で調整されており、アレイファクターも同じです。同調設計2を図6に示す。
これら2つのレンズ設計は、計算値からすると同じ性能のように見える。両者の大きな違いは、ポートと終端を接続するマイクロストリップ伝送線路にあります。図 7 に示すように、設計 1 では、誘電体の値によって 50 Ωインピーダンスの線が太くなります。一方、図8に示す設計2では、伝送線路をかなり細くする必要があります。
図7：同調設計1の太い伝送線路。
