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创新创业(创造)实践

【开放创新实验室】热烈祝贺实验室成员别书航本科生在国际一区期刊《Sensors》上发表一作论文!

发布时间:2021-08-13 来源:浦实 1874

    热烈祝贺实验室成员别书航本科生、浦实副教授合作撰写的研究论文“Array Design of 300 GHz Dual-Band Microstrip Antenna Based on Dual-Surfaced Multiple Split-Ring Resonators”被MDPI旗下Q1区期刊Sensors (IF: 3.275) 接收并在线发表(https://www.mdpi.com/1424-8220/21/14/4912)!

中文摘要:

        为了满足数据速率和宽带无线通信系统日益增长的需求,毫米波、亚毫米波甚至太赫兹(THz)波段下的器件及其电路的研发越来越受到学术界和学术界的关注。之前对太赫兹波段(0.1-10THz)天线设计的大部分研究主要集中在实现高定向增益,例如喇叭天线,与当前的 Wi-Fi 系统相比,其覆盖范围非常有限。水平全向通信天线的一种解决方案是使用多开口谐振环结构。针对这一点,本文提出了一种基于双表面多开口谐振环的新型 300 GHz 微带天线阵列。通过使用两条平行的微带馈线,不同的多开口谐振环以中心对称的方式在 PCB 的表面上馈入和连接。整个天线的馈电端口在两条微带线的中心之间。因此,这种结构就是双面多开口谐振环。根据多开口谐振环的大小不同,可以在整个天线上实现不同或多个工作波段。首先,本文采用准静态模型分析了影响多开口谐振环谐振频率的因素。 仿真和实测结果表明,该阵列天线的谐振频率为300 GHz,满足预期频点的设计要求,具有良好的辐射特性。 随后基于上述方法设计了双频天线,并通过仿真证明,所提出的反射系数低于-10 dB的双频天线的工作频段为274.1-295.6 GHz和306.3-313.4 GHz。

附原文摘要如下:
 To meet the increasing need of high-data-rate and broadband wireless communication systems, the devices and its circuits R&D under Millimeter, Sub-Millimeter, or even Terahertz (THz) frequency bands are attracting more and more attention from not only academic, but also industrial areas. Most of the former research on the THz waveband (0.1–10 THz) antenna design is mainly focused on realizing high directional gain, such as horn antennas, even though the coverage area is very limited when comparing with the current Wi-Fi system. One solution for the horizontally omnidirectional communication antenna is using the structure of multiple split-ring resonators (MSRRs). Aiming at this point, a novel 300 GHz microstrip antenna array based on the dual-surfaced multiple split-ring resonators (DSMSRRs) is proposed in this paper. By employing the two parallel microstrip transmission lines, different MSRRs are fed and connected on two surfaces of the PCB with a centrally symmetric way about them. The feeding port of the whole antenna is in between the centers of the two microstrip lines. Thus, this kind of structure is a so-called DSMSRR. Based on the different size of the MSRRs, different or multiple working wavebands can be achieved on the whole antenna. Firstly, in this paper, the quasi-static model is used to analyze the factors affecting the resonance frequency of MSRRs. Simulation and measured results demonstrate that the resonant frequency of the proposed array antenna is 300 GHz, which meets the design requirements of the expected frequency point and exhibits good radiation characteristics. Then, a dual-band antenna is designed on the above methods, and it is proved by simulation that the working frequency bands of the proposed dual-band antenna with reflection coefficient below −10 dB are 274.1–295.6 GHz and 306.3–313.4 GHz.