Исследователи Наньтунского университета предложили широкополосную диэлектрическую резонаторную антенну с интеграцией в подложку (SIDR) с встроенными фильтрующими характеристиками для применения в миллиметровом диапазоне (mmWave). Антенна имеет двухмодовую SIDR-структуру, возбуждаемую щелевым двухступенчатым микрополосковым питающим устройством в форме буквы Т. Диэлектрический резонатор SIDR формируется путём укладки нескольких слоёв подложки с периферийными воздушными сквозными отверстиями и металлическими полостями со сквозными контактными отверстиями, что обеспечивает одновременное возбуждение резонансных мод TE111 и TE131.
Для дальнейшего повышения фильтрующих характеристик антенны в качестве вспомогательных элементов введены пара микрополосковых линий передачи, компактные патчи с шунтирующими штырями и два центральных воздушных сквозных отверстия. Эти структуры предназначены для возмущения моды TE131, создания радиационных нулей и существенного улучшения подавления внеполосных сигналов.
Двойная Т-образная питающая сеть оснащена двумя парами разомкнутых шлейфов различной длины, которые формируют как радиационные нули, так и отражательные нули. Такая конфигурация оптимизирует согласование импеданса щелевого резонатора и одновременно усиливает подавление в верхней полосе заграждения.
Для экспериментальной проверки предложенной конструкции был изготовлен и исследован прототип антенной решётки 1×4. Работающая на частоте 24 ГГц, антенна обеспечивает полосу пропускания по импедансу 34 % (в диапазоне 19,8–27,9 ГГц), пиковое реализуемое усиление 13,1 дБи и подавление вне полосы около 21 дБ, что демонстрирует отличные широкополосные и фильтрующие характеристики для систем миллиметровой связи следующего поколения.
Ключевые слова: Диэлектрический резонаторный излучатель (DRA), фильтрующий излучатель, излучатель миллиметрового диапазона, диэлектрический резонатор с интегрированной подложкой (SIDR), широкополосный излучатель, подавление вне полосы, радиационные нули, излучатель на 24 ГГц.
В данной статье представлен широкополосный диэлектрический резонаторный фильтрующий излучатель с интегрированной подложкой (SIFDRA) для применения в миллиметровом диапазоне, а его характеристики экспериментально подтверждены. Предложенный SIFDRA обладает широкой полосой импеданса с четырьмя нулями отражения, а также превосходными фильтрующими характеристиками, достигаемыми за счёт трёх радиационных нулей. Кроме того, он обеспечивает высокий уровень подавления вне полосы в зоне задержания, что значительно повышает частотную избирательность.
Для проверки предложенной конструкции был изготовлен и протестирован прототип антенной решётки 1×4. Экспериментальные результаты демонстрируют отличное совпадение с расчётными характеристиками, подтверждая эффективность и надёжность предложенной антенной конструкции. Кроме того, архитектура с интегрированной подложкой позволяет реализовать плоскую конфигурацию решётки, что существенно снижает требования к точности сборки и повышает технологическую точность изготовления для применений в миллиметровом диапазоне. 
EN