基于调制槽表面等离子体极子子的宽带终火天线
Amitkumar Patel1, Aakash Bansal2, Chinthana Panagamuwa2
1Wolfson School of Mechanical, Electrical and Manufacturing Engineering, Loughborough University, Loughborough, UK. a.patel2@lboro.ac.uk.
Scientific reports
|July 11, 2025
概括
这项研究引入了一种新的低形天线,用于5G毫米波通信,使用槽面等离子极子子 (SSPP). 新的设计实现了宽带宽和高收益,非常适合未来的无线系统.
科学领域:
- 电磁学和波浪传播
- 天线理论和设计.
- 微波工程 微波工程
背景情况:
- 毫米波 (mmWave) 频率对于像5G这样的下一代无线通信系统至关重要.
- 现有的天线设计经常面临大小,带宽和在毫米波频率的定向性方面的挑战.
- 伪造表面等离子极子 (SSPPs) 为引导和辐射低频电磁波提供了一个有前途的技术,可适应毫米波.
研究的目的:
- 为5G毫米波通信应用提供一种新的低调,宽带端火天线.
- 为了证明无地槽SSPP技术对高效的模式转换和辐射的有效性.
- 为了实现一个高度定向的,零倾斜的光束在终火方向与增强阻抗匹配.
主要方法:
- 设计和优化一个线性调节的槽形状,以将边界SSPP模式转换为辐射模式.
- 整合了半曲线的地面形状和渐进的阻抗过渡,以改善阻抗匹配.
- 在无地结构上使用伪造表面等离子极子子 (SSPPs) 技术.
主要成果:
- 从22GHz到41GHz实现了广泛的操作带宽,相当于62%的分数带宽 (FBW).
- 获得了13dBi的峰值增益,具有高度定向的终火辐射模式 (零倾斜).
- 天线结构低调,尺寸为5λ × 0.9λ × 0.016λ,使其轻量化和紧.
结论:
- 拟议的无地槽式SSPP天线为高性能毫米波通信系统提供了可行的解决方案.
- 它的低调,宽带和高定向性特性使其适合集成到各种5G设备和基础设施中.
- 新型槽形状有效地促进SSPP模式转换为辐射模式,从而实现高效的终火辐射.
