研究目的
研究利用硅微加工技术实现亚太赫兹频段低剖面、高增益频率波束扫描天线的发展。
研究成果
该天线因其高辐射效率、高增益、紧凑尺寸以及宽频带下的大扫描范围而表现卓越。其高性能结合硅微加工的批量生产能力,使该天线成为太赫兹以下频段(包括雷达或5G以上通信)多种应用的低成本实现方案。
研究不足
由于LWA之后PPW的短路终端,在主瓣相反方向上产生的后瓣,即未被孔径辐射的能量被反射并沿波导向相反方向传播,从而导致在不需要的方向上产生辐射。
1:实验设计与方法选择:
该设计基于由药丸盒馈电的介质填充平行板波导(PPW)漏波天线。药丸盒集成了抛物面反射器以产生平面波前。
2:样本选择与数据来源:
两个天线原型分别采用绝缘体上硅(SOI)晶圆微加工工艺分批制造。
3:实验设备与材料清单:
该器件由两块极端纵横比、16毫米×16毫米的大型穿孔膜片实现,膜片厚度仅为30微米。使用了微加工的低损耗PPW结构。
4:实验步骤与操作流程:
在IETR的毫米波天线测试设施CAMILL中测量了两个天线原型的辐射方向图。采用基于经典直接照明技术的远场测量装置。
5:数据分析方法:
比较了实测与模拟的反射系数、辐射效率和增益。
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Keysight VNA N522A
N522A
Keysight
Used in the reception part of the measurement setup.
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silicon on insulator (SOI)-wafer
Used as a substrate for the fabrication of the stacked-PPW structures at high frequencies.
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Virginia Diodes (VDI) TxRef frequency extender
Virginia Diodes
Used in the emission part of the measurement setup.
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STS multiplexed ICP system
Used for the deep reactive ion etching (DRIE) of the silicon.
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Wyko surface optical profilometer
Used to analyze the deflection of the 30 μm thick membranes used for the PPWs.
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