基于LTCC超材料基板的小型化V波段毫米波微带天线设计

2012-06-06刘振哲

火控雷达技术 2012年3期

刘振哲汪澎

(电子科技大学成都 611731)

1 引言

随着电子技术的发展，高增益、宽频带的毫米波天线，被广泛应用于无线通信、车载雷达、机载天线等商业、军事领域[1]。毫米波微带天线因具有体积小、重量轻、剖面薄、馈电方式灵活，在雾、雪和尘埃等气候条件下有良好的传播特性等优点而倍受青睐。目前，V波段中76GHz～77GHz被应用于汽车自动驾驶系统中的避撞雷达，这就对毫米波微带天线的尺寸小型化提出了更高的要求[2]。

提高介质基板的特征参数(μr，εr)是实现微带天线小型化的重要途径[3]。由于表面波效应，高介电常数基板存在辐射效率低，阻抗匹配困难等问题。高磁导率材料基板被用来替代高介电常数材料基板[4]。然而磁性材料存在笨重、损耗大、千兆频段后磁性衰减等缺点，不适于毫米波领域的应用，但近年来蓬勃发展的超材料(metamaterials)对解决此问题带来无限的生机。

超材料可以实现丰富广泛的介电常数值和磁导率值，达到许多自然材料不能达到的值域空间，甚至可以控制材料在空间的非均匀分布，从而实现许多常规材料无法实现的性质和功能[5]。本文采用超材料即通过微金属结构实现电磁谐振来获得具有高等效电磁参数的介质，应用LTCC超材料基板，设计了一款工作在76GHz～77GHz的小型化V波段毫米波微带天线。