具有金属-绝缘体-金属多层结构的混合等离子体纳米贴片天线的开发者设计

摘要： 采用Ansoft高频结构仿真器（HFSS）中的有限元法（FEM），研究了基于金属-绝缘体-金属（HMIM）多层结构的混合等离子体纳米贴片天线在125-250太赫兹频段的工作特性。该天线在槽宽Wg=50纳米、Ws=100纳米时呈现49.5太赫兹（151.5-201太赫兹）的宽频带，在Ws=20纳米时具有双频带特性。结果表明：工作频率（附近）处输入阻抗为50.3欧姆（实部电阻）和2.3欧姆（虚部电抗）。在176太赫兹谐振频率下获得23.98分贝的最大增益，170太赫兹和190太赫兹谐振频率处的最大方向性分别保持在6.73分贝和7.46分贝以上。通过对比既往设计方案验证了本天线性能优势。分别在Φ=90°和Φ=0°平面模拟了160太赫兹与197太赫兹不同谐振频率下的共极化与交叉极化辐射方向图。为适应高增益应用需求，设计了该天线的一维和二维阵列结构。