一款适用于6G中高频段应用的6–21 GHz双极化平面宽扫描相控阵天线

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《IEEE Transactions on Antennas and Propagation》：A 6–21 GHz Dual-Polarized Planar Wide-Scanning Phased Array Antenna for Upper Mid-Band 6G Applications

【字体：大中小】 时间：2025年11月27日 来源：IEEE Transactions on Antennas and Propagation 5.8

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　　双极化平面超宽带相干阵列设计，基于紧耦合非对称偶极子阵列（TCADA），通过不对称臂长实现宽带阻抗匹配，无需复杂平衡器。支持超半波长元间距（0.5λ~0.523λ），实现±60°/±45°宽角扫描，5.9-22GHz带宽达3.72:1。16×16阵列实测与仿真吻合，兼具低剖面、低成本特性，适用于6G通信和雷达系统。

摘要：

本文介绍了一种基于紧密耦合非对称偶极子阵列（TCADA）的双极化平面超宽带（UWB）相控阵，该阵列具备宽角度波束扫描能力，适用于中频第六代（6G）通信。该阵列采用具有非对称臂高的偶极子来实现宽带阻抗补偿，从而在无需复杂平衡器的条件下，在整个频段内获得低至中等的有源输入阻抗，简化了设计过程。此外，所提出的TCADA架构支持在最高频率下元素间距超过半个波长，解决了传统紧密耦合偶极子阵列（TCDAs）在高频应用中的局限性——在这些应用中，对于给定的孔径需要密集的发射/接收（Tx/Rx）通道。通过对单极化TCADA进行详细的等效电路分析，开发出了这种双极化阵列。仿真结果显示，在±60°扫描范围内，该阵列的带宽比为3.55:1（5.9–21 GHz），有源电压驻波比（VSWR）<3；而在所有平面内±45°扫描时，带宽比为3.72:1（5.9–22 GHz）。相应的元素间距分别为和

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