毫米波/亚太赫兹频率下片上天线辐射模式的E/H平面测量系统：应用于100 GHz 1×2天线阵列

《IEEE Open Journal of Antennas and Propagation》：E/H Plane Measurement System for On-Chip Antenna Radiation Patterns at mmWave/Sub-THz Frequencies: Application to a 100 GHz 1×2 Array

　　

本文介绍了一种基于探针的系统，用于测量毫米波（mmWave）和亚太赫兹（sub-THz）芯片天线的E面和H面辐射模式。该系统由日本东北大学电气通信研究所（RIEC）开发。传统的测量系统通常需要旋转整个装置，包括被测天线（AUT）和探针站。这种配置会使得处理刚性射频电缆变得复杂，并可能降低测量性能。所提出的系统通过保持射频探针与频率扩展器之间的固定连接，并将参考喇叭天线和被测天线放置在满足远场条件的距离上，从而解决了这一限制。频率扩展器、射频探针、探针定位器和晶圆夹具安装在一个共同的旋转平台上，可以在不干扰射频电缆的情况下轻松切换E面和H面的测量模式。系统采用了亚克力结构和微波吸收剂来减少来自周围金属部件的反射。使用100 GHz的单元素天线以及采用GlobalFoundries 45纳米绝缘体上硅（SOI）CMOS工艺制造的1 × 2芯片天线阵列对系统进行了验证。单元素天线的测量增益为3.2 dBi，而天线阵列在一维方向上的波束指向范围为±30°，测量增益为6.4 dBi。通过在95、100和110 GHz频率下进行测量，评估了系统的频率依赖性，结果与仿真结果吻合良好。