一种宽带高增益太赫兹透镜天线及其组阵设计

给出了一种宽带高增益的太赫兹介质透镜天线的设计方法，该太赫兹透镜的中心工作频率为220 GHz,工作带宽超过20 GHz,透镜外形为边长118 mm的方形。太赫兹透镜采用平凸透镜形式，透镜材料选用低损耗的氧化铝陶瓷，介质透镜前后表面带有阻抗匹配层，起到减小空气-介质交界面电磁波反射的作用。综合采用上述3种设计手段的太赫兹透镜天线实现了高增益和高效率。在太赫兹透镜天线容差分析的基础上，加工了太赫兹馈源网络和透镜样机，并进行了实物测试。实测太赫兹馈源网络的驻波、极化隔离度、天线增益和天线方向图均与仿真较为接近。进一步，将该阵列单元用于组阵以继续提高太赫兹天线增益，给出了周期组阵和非周期组阵2种布阵设计。计算结果表明，通过非周期组阵设计的透镜阵列天线，可以将栅瓣电平由-8.38 dB抑制到-13.69 dB。