针对W波段波导缝隙天线加工难度高、加工后缝隙尺寸不易修改的问题,提出了一种改进型缝隙电导函数提取方法.首先,根据工艺可实现性,设定合理的波导辐射面壁厚和缝隙宽度;然后,应用HFSS软件计算出不同缝隙切入深度和缝隙倾斜角度的缝隙电导值;最后,利用Matlab软件拟合出电导函数曲线,并进行阶梯状的分段近似,以简化加工工艺复杂度.基于优化设计结果,加工出4套天线样品,采用紧缩场测试方法对天线进行辐射方向图测量.结果表明,在75~79 GHz的频带内,天线增益均大于23.5 d Bi,E面3 d B波束宽度为1.2°,旁瓣电平低于-20 d B.当频率从75 GHz扫描至79 GHz时,E面3 d B波束覆盖范围为5.5°.4套天线的性能测试结果展现出较好的一致性,从而验证了设计方法的正确性和有效性.
在对肖特基二极管电磁模型和电路模型精确建模的基础上,设计并制作了W波段宽带八次谐波混频器.通过对肖特基二极管物理结构的分析,建立了其精确的三维电磁仿真模型和直到180 GHz的改进的宽带等效电路模型.针对W波段八次谐波混频器混频产物能量分布特点和工作带宽要求,设计了宽带射频和本振匹配网络,使混频器的工作带宽能覆盖整个W波段.测试结果显示,射频信号在75~110 GHz频率范围内,W波段八次谐波混频器最大变频损耗28 d B,最小变频损耗18 d B.
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