微波 (MW) 和毫米波 (MMW) 的配合是一项关键技术。因此,能够在 MW 和 MMW 下工作的天线引起了很多兴趣。传统上,这种天线是通过并排放置独立的天线来实现的,导致体积庞大且孔径利用率低。通过将不同频段的天线集成到一个公共孔径中,共享孔径天线在兆瓦和毫米波天线的设计中显示出巨大的优势。
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MW 和 MMW 共享孔径天线实现方法 -
MW和MMW共享口径的多频技术 -
参考文献
As shown below👇
MW 和 MMW 共享孔径天线实现方法
为了实现 MW 和 MMW 共享孔径天线,常用的有三种方法。
1、堆叠方案
例如,超表面 (MTS) 天线是通过用 MTS 单元代替 S 波段贴片天线来设计的。MTS 天线对 K 波段天线是透明的,这保证了 K 波段的宽侧辐射。
法布里-珀罗腔天线也广泛用于此类共享孔径天线。
2、嵌入式方案
其中低频段 (LB) 天线被挖空以布置高频段 (HB) 天线。通过将 MMW 贴片阵列嵌入到 MW 穿孔贴片中来实现紧凑的天线。
3、结构再利用方案
例如,MMW 子阵列被重新用作 MW 辐射贴片,实现微波和mm波的双频操作。
MW和MMW共享口径的多频技术
大多数 MW 和 MMW 共享孔径天线都是双频操作的。
随着越来越多的通信频段被采用,三频/四频共享孔径天线已被研究。三频的实现可以通过将两个贴片天线和一个磁电偶极子天线堆叠在一起来实现,但这样外形大且隔离效果差。
相比之下,通过组合不同的方案来实现多频段共享孔径天线更有前景。例如,通过交错和堆叠方案的组合。
此外,由于波束控制是毫米波天线的一项关键技术,因此有必要在共享孔径天线中引入多波束。
然而,由于共享孔径天线的高度集成,多波束的实现具有挑战性。只有少数工作考虑了共享孔径天线的多波束设计。
[1] J. Zhu, Y. Yang, Z. Hou, S. Liao and Q. Xue, "Aperture-Shared All-Metal Endfire High-Gain Parabolic Antenna for Millimeter-Wave Multibeam and Sub-6-GHz Communication Applications," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 71, no. 3, pp. 2784-2789, March 2023, doi: 10.1109/TAP.2022.3232439.
[2] J. Yin, X. Li, S. Ni, J. Zhang and Q. Wang, "Electromagnetic-Transparent-Structure-Based Quad-Band Shared-Aperture Antenna With Multibeam in Millimeter Wave," in IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 23, no. 12, pp. 4124-4128, Dec. 2024, doi: 10.1109/LAWP.2024.3435992.


