采用SIW技术的W波段定向辐射天线加装介质片
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简介：
本研究探讨了在W波段使用SIW技术设计的一种新型定向辐射天线，并通过添加介质片优化其性能。
本段落献介绍了一种基于基板集成波导（SIW）技术的W波段定向辐射天线设计，该设计特别加载了介质片以提高增益并减小水平尺寸，适用于被动毫米波成像系统中的天线阵列应用。
1. 基板集成波导（SIW）技术：这是一种将印刷电路板作为波导使用的新型技术。由于其低损耗、高集成度和紧凑性等优点，这种技术非常适合于毫米波频段的应用。通过在介质基板内构建类似波导的结构，SIW能够在微波和毫米波集成电路中实现与传统金属腔体相似的功能。
2. 毫米波应用：由于其短波长及宽频率范围特性，毫米波特别适合大容量无线通信系统使用。本段落献中的应用场景主要集中在被动毫米波成像技术上，该技术利用毫米波段电磁辐射进行物体成像。
3. 介质片加载：在天线设计中采用介质片可以提高其辐射效率和方向性，并通过优化电场分布来增强增益性能。文中提到的方案将介质片应用于SIW端口处以提升天线的整体表现并缩小水平尺寸。
4. 定向辐射天线：这种类型的天线能够在特定的方向上集中信号发送或接收，相比全向型具有更好的定向性和更高的增益效果。本段落献中提出了一种基于SIW技术的新型定向辐射天线方案设计。
5. CST Microwave Studio®软件：此电磁场仿真工具被广泛应用于进行复杂的微波和毫米波电路及系统的建模与分析工作，在本研究中用于模拟新开发的天线模型。
6. 反射系数与增益：这两个参数是衡量天线性能的关键指标。反射系数（S11）表示信号传输过程中回返能量的比例，理想情况下应尽可能低；而增益则反映了天线集中辐射能量的能力。文中所述设计方案在86.04至110GHz范围内具有小于-10dB的反射系数，并且在94GHz频率下达到16.1dB的最大增益值。
7. 天线尺寸优化：对于高频应用（如毫米波），减小天线物理尺寸是一项重要挑战。文中提出了一种水平尺寸为对应于94GHz频段中0.658倍波长的解决方案，这使得设计更加紧凑高效。
8. 阵列集成能力：将多个这样的单个单元组合成一个阵列可以实现更复杂的辐射特性。这种设计方案非常适合被动毫米波成像系统中的天线阵列应用需求。
9. 旁瓣抑制效果显著：文中提到该定向天线的侧瓣水平被控制在-13.7dB以下，表明其具有较低的非主瓣向发射强度，有助于提高整体系统的性能表现。
综上所述，这项研究展示了如何利用SIW技术和介质片加载技术来设计出一个高性能、高增益且尺寸优化良好的W波段定向辐射天线。此类设计方案对于集成到毫米波成像系统中的天线阵列来说具有重要的应用价值。
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