【Title】: "60 GHz高增益宽频带孔隙耦合馈电贴片阵列的串联并联混合馈电网络"
【介绍】:
在当前高速数据传输的需求下，低频段的频谱资源日益拥挤。为了应对这一挑战，IEEE 制定了802.11ad标准，将注意力转向了毫米波频段，特别是60 GHz频段。尽管毫米波在空气中的传播距离较短，但其高增益特性和宽频带性能使其成为无线通信领域的理想选择。本演示文稿将详细介绍一种结合串联和并联馈电网络的60 GHz高增益、宽频带孔隙耦合馈电贴片阵列的设计与实现。
【孔隙耦合微带贴片】:
孔隙耦合微带贴片是一种位于顶部微带导体中的谐振金属形状，通常为矩形或圆形。它们可以由平面微带馈线或同轴电缆馈电。然而，孔隙耦合微带贴片的一个主要缺点是其窄带宽，这限制了其频率范围内的应用。质量因数Q与谐振腔的品质有关，而品质因数越高，带宽越窄。通过调整贴片的尺寸，可以优化带宽和增益性能，例如，当腔体面积从1.18*1.18mm²逐渐减小时，频率和带宽都相应地发生变化，同时增益也有所波动。
【孔隙耦合贴片堆叠天线】:
堆叠结构的设计参数包括顶层宽度W1、W2、底层长度L1、中间层长度L2以及各层厚度（t1、t2、t3）。根据合作者的要求，将顶层厚度从250μm减少到80μm，并调整顶层贴片大小以匹配中间层。这种设计变化影响了天线在不同频率下的性能，例如，在57GHz、60GHz、63GHz和66GHz时，天线性能有所变化。
【串联阵列】:
在E面和H面，串联阵列展示了其在特定方向上的辐射特性。串联馈电可以增加天线的增益，但同时也可能导致相位误差和损耗。因此，设计时需要精确控制元素之间的间隔和馈电方式，以达到期望的性能。
【并联-串联阵列】:
为了实现15dBi的高增益目标，通常需要通过增加元素数量来增强信号。理论上，一个8元素的阵列可以在理想条件下达到15dBi的增益，但在60 GHz频段，由于铜损耗和基板损耗的影响，实际设计中选择了16元素的阵列，以克服这些损耗并提升增益峰值。
【结论】:
本研究提出了一种结合串联和并联馈电网络的孔隙耦合贴片阵列设计，以解决60 GHz频段的高增益和宽频带需求。通过优化孔隙耦合贴片的尺寸和堆叠结构，以及采用适当的阵列配置，成功地提高了天线的性能，实现了15dBi的增益目标，适应了毫米波通信对高效能无线传输的需求。
