Onderzoekers van de Universiteit van Nantong hebben een breedbandige, in het substraat geïntegreerde diëlektrische resonatorantenne (SIDR) met geïntegreerde filtereigenschappen voorgesteld voor millimetergolf- (mmWave-) toepassingen. De antenne kenmerkt zich door een dual-mode SIDR die wordt aangestoken door een spleetgekoppelde dubbele T-vormige microstrip-voedingsstructuur. De SIDR wordt gevormd door gestapelde substraten met randluchtvia’s en metalen via-caviteiten, waardoor tegelijkertijd de TE111- en TE131-resonantiemodi worden aangeweekt.
Om de filterprestaties van de antenne verder te verbeteren, zijn als aanvullende componenten een paar microstrip-transmissielijnen, compacte patches met kortsluitpinnen en twee centrale luchtvia’s geïntroduceerd. Deze structuren zijn ontworpen om de TE131-modus te verstoren, stralingsnulpunten te genereren en de onderdrukking buiten de band aanzienlijk te verbeteren.
Het dubbele T-vormige voedingsnetwerk is uitgerust met twee paren open stubs van verschillende lengtes, die zowel stralingsnullen als reflectienullen genereren. Deze configuratie optimaliseert de impedantieaanpassing van de sleufresonator en verbetert tegelijkertijd de onderdrukking in het bovenste stopbandgebied.
Om het voorgestelde ontwerp te valideren, werd een prototype van een 1×4-antenne-array gefabriceerd en experimenteel getest. Werkend bij 24 GHz bereikt de antenne een impedantiebandbreedte van 34 % (19,8–27,9 GHz), een piekwerkelijke winst van 13,1 dBi en ongeveer 21 dB onderdrukking buiten de band, wat uitstekende breedband- en filterprestaties aantoont voor millimetergolfcommunicatiesystemen van de volgende generatie.
Trefwoorden: Dielectrische Resonatorantenne (DRA), Filterantenne, Millimetergolfantenne, Substraat-Geïntegreerde Dielectrische Resonator (SIDR), Breedbandantenne, Onderdrukking buiten de band, Stralingsnullen, 24 GHz-antenne.
Dit artikel presenteert een breedbandige, in het substraat geïntegreerde filterende dielektrische resonatorantenne (SIFDRA) voor millimetergolftoepassingen, waarvan de prestaties experimenteel zijn gevalideerd. De voorgestelde SIFDRA vertoont een brede impedantiebandbreedte met vier reflectienullen, samen met uitstekende filtereigenschappen die worden bereikt via drie stralingsnullen. Bovendien biedt deze een hoog niveau van onderdrukking buiten de band in het stopbandgebied, wat de frequentie-selectiviteit aanzienlijk verbetert.
Om het voorgestelde ontwerp te valideren, is een prototype van een 1×4-antenne-array gefabriceerd en gemeten. De experimentele resultaten tonen een uitstekende overeenkomst met de gesimuleerde prestaties, waarmee de effectiviteit en betrouwbaarheid van het voorgestelde antenneontwerp wordt bevestigd. Daarnaast maakt de in het substraat geïntegreerde architectuur een vlakke arrayconfiguratie mogelijk, waardoor de montage-toleranties effectief worden verminderd en de fabricage-nauwkeurigheid voor millimetergolftoepassingen wordt verbeterd. 
EN