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Un antena de direccionamiento de haz periódico de onda guiada coplanar a tierra de 220 GHz a 325 GHz basada en guía de onda filtrante en proceso de fosfuro de indio

Autores: Bhutani, Akanksha; Kretschmann, Marius; Dittmer, Joel; Lu, Peng; Stöhr, Andreas; Zwick, Thomas

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Un antena de direccionamiento de haz periódico de onda guiada coplanar a tierra de 220 GHz a 325 GHz basada en guía de onda filtrante en proceso de fosfuro de indio


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Antena
Onda filtrada
GCPW
Rango de frecuencia
Direccionamiento de haz
Comunicación inalámbrica

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 37

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este artículo presenta una nueva antena de onda evanescente de guía de planos coplanares periódica (GCPW) implementada en un proceso de Indio Fosfuro (InP). La antena está diseñada para operar en el rango de frecuencia de 220 GHz-325 GHz, con el objetivo de integrarla con un fotodiodo de portador unidireccional de InP para realizar un módulo transmisor inalámbrico. Los futuros sistemas de comunicación inalámbrica deben ofrecer una alta tasa de datos a múltiples usuarios en diferentes ubicaciones. Por lo tanto, los transmisores inalámbricos necesitan tener una naturaleza de banda ancha, alta ganancia y capacidad de direccionamiento del haz. Las antenas de onda evanescente ofrecen una forma simple y rentable de lograr el direccionamiento del haz al barrer la frecuencia en el rango de los THz. En este artículo, se demuestra la primera antena de onda evanescente periódica GCPW en el rango de frecuencia de 220 GHz-325 GHz. El diseño de la antena se basa en una nueva celda unitaria de onda evanescente GCPW (UC) que incorpora ranuras en L reflejadas en los planos de tierra laterales. Estas ranuras en L reflejadas mitigan eficazmente el fenómeno de la banda de parada abierta de una antena de onda evanescente periódica. La tasa de fuga, la constante de fase y la impedancia de Bloch de la nueva celda unitaria de onda evanescente GCPW se analizan utilizando la teoría de Floquet. Después de optimizar la celda unitaria, se construye una antena de onda evanescente GCPW periódica mediante la concatenación de 16 celdas unitarias. Los resultados de la simulación electromagnética de la antena de onda evanescente se comparan con un modelo ideal derivado de una sola celda unitaria. Los dos enfoques de diseño muestran una excelente concordancia en cuanto a su coeficiente de reflexión y rango de direccionamiento del haz. Por lo tanto, el modelo ideal presentado en este artículo demuestra, por primera vez, un método rápido para desarrollar antenas de onda evanescente periódicas. Para validar los resultados de la simulación, se realizan mediciones de antena basadas en sonda, mostrando una estrecha concordancia en cuanto al coeficiente de reflexión, la ganancia máxima de la antena, el ángulo de direccionamiento del haz y los patrones de radiación lejana. La antena de onda evanescente GCPW periódica presentada en este artículo exhibe una alta ganancia de hasta 13.5 dBi y un amplio rango de direccionamiento del haz de más de 220 GHz-325 GHz.

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