60-GHz LTCC 圓極化螺旋陣列天線(xiàn)

1引言

60-GHz無(wú)線(xiàn)短距離通信和現有的其他通信方式相比，具有更大的通信容量，通信保密等顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)。如今60-GHz已經(jīng)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)，特別是60-GHz天線(xiàn)的設計?，F在的天線(xiàn)從傳統的設計到片上天線(xiàn)，封裝天線(xiàn)設計等。設計低損耗的60-GHz通?；诙鄬?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/LTCC">LTCC技術(shù)。利用各陣列單元饋電相位相差900來(lái)拓寬天線(xiàn)的帶寬特別是圓極化帶寬。利用過(guò)孔連接金屬圓環(huán)來(lái)實(shí)現螺旋結構。

2陣列單元設計

此圓極化陣列單元采用8個(gè)三分之一開(kāi)口圓環(huán)，并且每個(gè)圓環(huán)兩端加入兩個(gè)小環(huán)以防止加工過(guò)程中通孔的位置不對導致連接不正確使得天線(xiàn)無(wú)法正常工作。各個(gè)圓環(huán)之間采用通孔連接來(lái)形成螺旋天線(xiàn)結構。饋電采用帶狀線(xiàn)通過(guò)通孔連接到輻射單元。這樣使得饋電部分和天線(xiàn)輻射部分隔離，便于設計陣列時(shí)減少饋電網(wǎng)絡(luò )對陣列的影響。

天線(xiàn)單元結構如圖1所示。整個(gè)設計的單元為20層。LTCC材料采用FerroA6-M（介電常數εr為5.9，損耗正切角tanδ為0.002）。每層的厚度為0.1mm，金屬的厚度為0.01mm，通孔的半徑為0.05mm。陣列單元的尺寸如表I所示。

圖1陣元結構圖

表I天線(xiàn)陣元詳細尺寸

圖2陣列單元的仿真結果

陣元的仿真結果如圖2所示表明此陣列單元具有48GHz到69GHz的阻抗帶寬和51GHz到72GHz的軸比帶寬。此天線(xiàn)性能完全滿(mǎn)足60-GHz短距離通信的帶寬要求。

3天線(xiàn)陣列

如圖3所示，我們通過(guò)帶狀線(xiàn)T-junction設計饋電網(wǎng)絡(luò )，并且利用接地共面波導與帶狀線(xiàn)的轉換器來(lái)便于利用探針測試。此陣列的尺寸為12×10×2mm3。

圖3陣列結構圖