在芯片上循环极化循环环形天线,在Q/V频段中使用4H-SiC和GaAs基质
Rawad Asfour1, Salam K Khamas1, Edward A Ball1
1Department of Electronic & Electrical Engineering, University of Sheffield, Sheffield S1 3JD, UK.
Sensors (Basel, Switzerland)
|January 23, 2024
概括
这项研究展示了使用4H-SiC基板用于Q/V频段应用的高性能芯片上循环极化 (CP) 天线. 这些天线实现了出色的阻抗匹配,低轴比和高辐射效率,为先进的无线系统铺平了道路.
科学领域:
- 电气工程 电气工程
- 天线理论天线理论
- 半导体设备 半导体设备
背景情况:
- 在芯片上的天线对于微型无线通信系统至关重要.
- 循环极化 (CP) 天线在信号完整性和多路径缓解方面具有优势.
- Q/V频段为高带宽通信提供了机会.
研究的目的:
- 为了评估Q/V频段上芯片CP循环天线的性能.
- 研究不同半导体基板 (GaAs和4H-SiC) 对天线性能的影响.
- 设计和验证40GHz运行的4元CP循环阵列天线.
主要方法:
- 设计和制造双同心环 CP 天线.
- 使用化 (GaAs) 和碳化 (4H-SiC) 基板.
- 测量阻抗匹配,轴向比 (AR),辐射效率和增益.
- 制造和测试一个4元CP循环阵列天线.
主要成果:
- 在40 GHz (4H-SiC) 和44 GHz (GaAs) 实现了成功的阻抗匹配.
- 对两种基板类型的轴比 (AR) 低于3dB.
- 由于损耗较低,4H-SiC基板的辐射效率 (95%) 显著提高.
- 4元4H-SiC阵列天线显示了9.7dBic的宽侧增益和92%的总效率.
结论:
- 在芯片上的CP循环天线对于Q/V频段应用是可行的.
- 4H-SiC是这个频段中高效率的芯片CP天线的优质基板材料.
- 拟议的天线设计和阵列配置显示出卓越的性能,通过模拟和测量验证.


