60GHz宽带双极化阵列天线研究

发布时间：2021-11-21 09:02

　　本文提出了一种基于低温共烧陶瓷（Low Temperature Co-fired Ceramic,LTCC）工艺的60GHz频段宽带双极化4×4阵列天线。所提出的阵列天线采用双馈技术L型探针天线单元结构、"立交桥"式复杂馈电网络,以及加载等效腔体结构,具有体积紧凑、工作频带宽、增益较高、增益带宽平缓、端口隔离度高、交叉极化电平低等优良特点。此外,分析了加载等效腔体结构对双极化天线阵列性能的影响。所提出的60GHz宽带双极化阵列天线可实现天线与芯片的AiP系统封装集成,满足宽带无线通信系统或毫米波雷达系统高性能、高集成度、小型化的应用需要。 

【文章来源】：雷达科学与技术. 2020,18(02)北大核心

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

图1 两种双极化L型探针馈电天线单元

图1 两种双极化L型探针馈电天线单元图2分别给出了采用两种不同馈电结构的天线单元的S参数仿真结果。对于天线结构Ⅰ，如图2(a）所示，其端口1作为天线激励时，所对应的天线阻抗带宽（|S11|<-10dB）的频率范围从51.5GHz到70GHz。而当从端口2激励天线单元时，频率范围从53.5GHz一直到仿真上限75GHz所对应的|S22|均小于-10dB。图2(b）给出了天线结构Ⅱ对应不同端口激励情况下的阻抗S参数仿真结果。当结果Ⅱ的天线单元从端口1激励时，其对应的天线阻抗带宽（|S11|<-10dB）的频率范围从52.5GHz到68.5GHz。而当天线从端口2激励时，其对应的阻抗带宽（|S22|<-10dB）的频率范围从53.5GHz到72.5GHz。图3给出了两种天线结构所对应的两端口隔离程度仿真结果。可以看出，采用双馈电技术的结构Ⅱ天线单元与结构Ⅰ天线单元相比，隔离程度提到了10dB，|S21|的值小于-25dB。

图2分别给出了采用两种不同馈电结构的天线单元的S参数仿真结果。对于天线结构Ⅰ，如图2(a）所示，其端口1作为天线激励时，所对应的天线阻抗带宽（|S11|<-10dB）的频率范围从51.5GHz到70GHz。而当从端口2激励天线单元时，频率范围从53.5GHz一直到仿真上限75GHz所对应的|S22|均小于-10dB。图2(b）给出了天线结构Ⅱ对应不同端口激励情况下的阻抗S参数仿真结果。当结果Ⅱ的天线单元从端口1激励时，其对应的天线阻抗带宽（|S11|<-10dB）的频率范围从52.5GHz到68.5GHz。而当天线从端口2激励时，其对应的阻抗带宽（|S22|<-10dB）的频率范围从53.5GHz到72.5GHz。图3给出了两种天线结构所对应的两端口隔离程度仿真结果。可以看出，采用双馈电技术的结构Ⅱ天线单元与结构Ⅰ天线单元相比，隔离程度提到了10dB，|S21|的值小于-25dB。图3 两种双极化天线单元端口隔离仿真对比结果


本文编号：3509199