毫米波亞毫米波集成天線設計方法與性能最佳化技術研究

《毫米波亞毫米波集成天線設計方法與性能最佳化技術研究》是依託杭州電子科技大學，由羅國清擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：毫米波亞毫米波集成天線設計方法與性能最佳化技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：羅國清
• 依託單位：杭州電子科技大學

項目摘要

毫米波亞毫米波通信技術作為可滿足未來高速寬頻無線通信需求的可行技術而受到極大關注，基於主流矽技術的高度集成系統是實現其低成本開發的首選途徑。高性能天線集成是系統集成的瓶頸，基於主流矽技術的片上集成天線效率低且大部分改進技術成本高昂，封裝集成系統中天線加工對封裝內有源器件影響顯著且天線與管芯的互連損耗大。有研究表明在毫米波亞毫米波頻段，基片集成波導因具有抗電磁衝擊效應而比微帶線和共面波導等開放式平面傳輸線有更好的傳輸特性。本項目將以主流矽技術及其兼容工藝與基片集成波導結合，研究毫米波亞毫米波頻段的低成本高效率片上集成天線和封裝集成天線。探索主流矽技術及其兼容工藝條件下材料電磁參數的精確表征方法；提出由典型參數作為變數修正的高效建模方法對基本導波結構進行全波分析與刻畫；獲得適用於片上集成和封裝集成的基片集成波導天線的設計方法，揭示其工作機理並研究相應性能最佳化技術。

結題摘要

毫米波亞毫米波通信技術作為可滿足未來高速寬頻無線通信需求的可行技術而受到極大關注，基於半導體技術的高度集成系統是實現其低成本開發的首選途徑，其中高性能天線集成是系統集成的瓶頸。本項目主要研究了基於CMOS工藝和InP工藝的毫米波亞毫米波集成天線設計方法與輻射效率提升技術；推導了多天線套用場景的天線隔離度設計理論，在此基礎上實現了圓極化天線的軸比波束調控方法和工作頻帶展寬方法；研究了基於周期性結構實現的超材料、慢波結構和人工磁導體等實現線極化和圓極化等不同類型天線的頻帶展寬；研究了採用微帶和基片集成導波結構等不同傳輸線形式實現不同類型的巴特勒矩陣網路，從而實現對天線方向圖的調控；設計基於層疊平板波導的三維頻率選擇結構，實現了頻率回響特性極為穩定、帶外吸波特性更高的新型天線罩。