MI-4-SEMA

Principalele rezultate obtinute in 2014

1. Introducere
În etapa curentă structurile şi matricele de antene au fost optimizate plecând de la rezultatele experimentale obţinute în etapele precedente. Printre obiective s-au numărat creşterea directivităţii (câştigului) antenelor şi creşterea benzii frecvenţelor de lucru. În cazul structurilor suspendate pe membrane dielectrice subţiri, au fost investigate şi confirmate experimental atât ideea plasării unui plan reflector în spatele membranei cât şi concentrarea radiaţiei electromagnetice cu ajutorul unei lentile dielectrice pentru creşterea performanţelor de radiaţie. Pornind de la rezultatele obţinute în etapa precedentă pentru structura de antenă în tehnologia de ghid de undă integrat în substrat (SIW) cu frecvenţa de funcţionare de 35 GHz, a fost optimizată şi caracterizată experimental o antenă similară pentru frecvenţa de 94 GHz. Şi în acest caz măsuratorile au confirmat rezultatele obţinute prin modelare electromagnetică.

2. Optimizarea structurilor de antene şi matrice de antene bazată pe rezultatele experimentale
Pentru îmbunătăţirea performanţelor, s-au investigat proceduri de creştere a directivităţii antenelor.
în Fig.1sunt prezentate rezultatele comparative ale simulării electromagnetice a antenei pe membrană de 94 GHz în trei cazuri: antenă, antena pe reflector şi antena pe reflector şi cu lentilă dielectrică de rază 10 mm şi grosime 15 mm, plasată la o distanţă de 3 mm de suprafaţa metalizată. O creşere a câştigului cu 15 dB este evidentă  în aproape toată banda W (75 – 110 GHz).

Fig. 1 Creşterea câştigului antenei în banda W: comparaţie între câştigul simulat pentru antenă (Ant), antena pe reflector (Ant+Ref) şi antena pe reflector şi cu lentilă dielectrică (Ant+Ref+L10)

Setul de măşti pentru structurile optimizate de antene pe membrană dielectrică este prezentat în Fig. 2.(a) – masca de metalizare sau „masca de faţă” – şi (b) – masca de corodare a siliciului sau „masca de spate”.

Fig. 2 Setul de măşti pentru antenele pe membrană precum şi alte structuri de test: (a) masca de metalizare; (b) masca de corodare a siliciului

Tabelul 1. Performanţele măsurate pentru structurile de matrice de antene în banda W

Tabelul 2. Performanţele măsurate pentru structurile de matrice de antene în banda de 140 GHz

Structura de antenă pentru tehnologia de ghid de undă integrat în substrat (SIW) a fost optimizată pentru frecvenţa de 94 GHz. În Fig.3(a) este prezentată caracteristica de radiaţie (directivitate) 3D la frecvenţa de 94 GHz. Fig.3(b) prezintă variaţia câştigului în funcţie de frecvenţă.
Au fost măsurate o bandă de adaptare (definită pentru |S11|< –10 dB) între 90 – 95.62 GHz şi o valoare minimă de –28.3 dB a pierderilor de reflexie, la 92.4 GHz.

Fig. 3. Structuri de test fabricate in 2013: (a) vedere din spate; (b) vedere din fata