WM-570和WM-380频段中的天线测量装置

《IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology》：Antenna Measurement Setup in the WM-570 and WM-380 Frequency Band

该研究设计了一种用于太赫兹频段（330-750 GHz）天线测量的远场系统，采用探针接触悬臂梁和空气介质实现平面天线原型测量，同时支持波导天线及全集成发射模块测试。系统动态范围分析表明测量增益范围受探针寄生辐射限制，研究通过测试FormFactor T-Wave探针特性确定下限。针对接收端波导反射引起的辐射模式纹波问题，采用塑料屏蔽与弹性吸波材料进行优化并验证效果。

　　

摘要：

本文介绍了一种天线测量装置，用于表征WM-570频段（330 GHz至500 GHz）和WM-380频段（500 GHz至750 GHz）中天线的辐射特性。该测量装置可以通过将WM-570或WM-380探头与悬臂臂上的天线原型接触来测量这些天线在自由空间中的辐射特性，同时也可以用于测量基于波导的天线以及完全集成的发射模块天线。文中详细描述了该天线测量装置的电气和机械设计，并讨论了系统的动态范围，从而确定了被测天线的最小和最大增益的测量范围。由于THz探头的寄生辐射限制了该装置能够测量的天线增益的下限，因此本文重点研究了FormFactor T-Wave探头在上述频段内的辐射特性。在辐射模式测量中，由于测量装置接收端使用的波导组件反射会导致辐射图出现波动，通过使用带有弹性体吸收器的塑料屏蔽罩可以最小化这些波动，本文通过实验验证了这种屏蔽措施的效果。

引言

近年来，人们对亚毫米波范围（即频率高于300 GHz）的集成电路开发兴趣日益浓厚。一方面，这是因为该频段具有较高的带宽，未来国际组织（如国际电信联盟ITU-R或欧洲电信标准协会ETSI）的频率分配也可能会保留这一频段；另一方面，高频下的高集成密度使得相应波长的器件可以实现更小的尺寸。已有众多文献报道了在WM-570频段（330 GHz至500 GHz）成功测试了发射机和接收机电路[4]、[5]、[6]、[7]、[8]，其中一些电路甚至被用于构建整个调频连续波（FMCW）雷达系统[6]、[7]、[8]。所有这些系统都采用了芯片集成天线。由于空间需求的减小，高工作频率使得天线在芯片上的集成在经济上变得更加可行。此外，芯片集成天线还可以避免使用额外的互连器件，而这些互连器件在高频下的损耗会逐渐增加。