一个基于液晶晶体的Ka频段一维光束扫描漏电波天线

科学领域:

• 电磁和天线工程 电磁和天线工程
• 用于射频应用的材料科学

背景情况:

• 固定频束扫描漏电波天线面临着有限的扫描范围,低增益和不良阻抗匹配的挑战.
• 现有设计需要大幅改进,以满足先进通信系统的性能要求.

研究的目的:

• 提出并验证一种新型的微条线 (ML) 天线单元,其中包含液晶 (LC) 材料和补充分环共振器 (CSRR).
• 开发混合基板集成波导 (SIW) -ML传输结构,以提高天线性能.
• 为了实现广角,固定频束扫描,具有高增益和优越阻抗匹配.

主要方法:

• 集成LC刻录的CSRR与SIW-ML传输结构形成天线单元.
• 在Ka频段运行的56个单位周期性漏电波天线的制造.
• 对光束扫描能力和性能增强的实验验证.
• 探索使用LC和离散振幅权重的多束功能的探索.

主要成果:

• 拟议的天线单元在34.7 GHz表现出极好的共振,S11参数在30-40 GHz带宽下低于-13dB.
• 56个单元的天线在34.7GHz的固定频率下实现了从-53°到+60°的广泛光束扫描范围.
• 记录了12.63dB的最大增强,并成功演示了双光束扫描.

结论:

• 开发的SIW-ML传输结构与LC-CSRR相结合,在漏电波天线技术方面取得了重大进展.
• 天线设计有效地解决了以前固定频束扫描天线的局限性,提供了广的扫描角度和高收益.
• 拟议的使用LC和振幅权重的多光束方法对未来的多方向通信系统具有前景.