全基片集成的介质贴片天线及阵列文献综述

 2023-09-13 09:09:00

文献综述

本课题的现状及发展趋势:

随着无线通信的快速发展,较低频率的频谱逐渐拥挤,迫使射频前端的工作频率不断上升。因此,由于没有表面欧姆损耗,介质谐振器天线受到了越来越多的关注。与传统金属天线相比,在高频段工作时,介质谐振器天线在低损耗方面更具优势,此外还包括辐射效率高、带宽较宽、设计灵活、易于激发等优点。就现阶段而言,基于矩形/圆柱形介质谐振器的天线研究已经取得了一定的进展,为了满足不同的应用需求,半球形、梯形、椭圆形、三角形、领结形等各种形态的介质谐振器天线也均有所报道。但总体来看,介质谐振器天线还存在两个亟待解决的关键问题,即高剖面和难装配。

为了减少天线的剖面,香港城市大学的H.W.Lai博士等人在2013年开发了一种准平面圆形高密度介质贴片天线。它具有类似微带贴片的特性,然后由于辐射机制引入了贴片腔模式,显示出比传统介质谐振器天线有0.5至1dB的增益改善。但是,它的带宽窄,只有1%。有学者采用这种设计理念设计了工作在28GHz的天线和阵列,该天线用于未来的5G通信,显示出了带宽宽和良好的辐射性能。而在上述两种设计中,胶水是介质贴片谐振器与支撑基板组装所必需的,同时,阵列中的不对准将是不可避免的。为了解决装配问题,有学者通过使用印刷电路板的相对高精度的制造技术构造了基于高介电常数基片的高密度介质贴片谐振器。接着,与基于印刷电路板工艺的介质谐振器不同,又有学者提出了一种设计,可以保持天线辐射的贴片腔模式,所展现的4times;4阵列在60GHz时显示16.5dBi的增益。

本课题的价值:

到目前为止还没有详细说明高密度介质贴片谐振器的特性,例如,用于计算工作频率的分析模型和天线元件中介质连接线的影响。因此,使用HFSS软件的耗时模拟对于上述提及的设计是必要的。

参考文献:

[1] 程瑞庭. 垫片加载圆柱介质谐振器的谐振频率计算方法[J]. 微波学报, 1998(3):278-282.

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