Зондовая установка на подложке для измерения S-параметров плоской мультенны в диапазоне 70–110 ГГц

Автор(и)

  • Александр Юрьевич Сушко Queen Mary University of London, Лондон, Великобритания; Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», Україна https://orcid.org/0000-0001-7738-6421
  • М. Муноз Торрико Queen Mary University of London, Велика Британія
  • Р. С. Доннан Queen Mary University of London, Велика Британія
  • К. Дж. Парини Queen Mary University of London, Велика Британія
  • Р. Ф. Дубровка Queen Mary University of London, Велика Британія https://orcid.org/0000-0001-6900-1819

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347021060029

Ключові слова:

мультенна, W-диапазон, зондовая установка, на подложке

Анотація

В статье представлены измерения параметра S11 плоской щелевой антенны субмиллиметровых размеров, интегрированной с диодом Шоттки. Структура такого типа называется «мультенна» за счет излучения ею электромагнитного поля с частотой, высшей по сравнению с электромагнитным полем, которое она принимает. Мультенна имеет две квадратные щели; одна настроена на прием на частоте 100 ГГц, другая — на излучение на частоте 300 ГГц. Измеренные значения S11 регистрируются с помощью каскадной зондовой установки, управляемой векторным анализатором цепей VNA. Исследуемая частотная область составляет 70–110 ГГц (диапазон волновода WR-10). Результаты моделирования совпадают по ключевым характеристикам с измерениями в указанном диапазоне, подтверждая методику измерения и использование метода с сосредоточенными параметрами для представления полного сопротивления диода.

Посилання

P. T. Dat, A. Kanno, N. Yamamoto, T. Kawanishi, “Performance evaluation of full-duplex MIMO seamless fiber-wireless system in W-band,” IEEE Photonics Technol. Lett., vol. 30, no. 13, pp. 1175–1178, 2018, doi: https://doi.org/10.1109/LPT.2018.2837146.

S. B. Yeap, X. Qing, Z. N. Chen, “77-GHz dual-layer transmit-array for automotive radar applications,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 63, no. 6, pp. 2833–2837, 2015, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2015.2419691.

L. Yujiri, M. Shoucri, P. Moffa, “Passive millimeter-wave imaging,” IEEE Microw. Mag., vol. 4, no. 3, pp. 39–50, 2003, doi: https://doi.org/10.1109/MMW.2003.1237476.

K. B. Cooper, R. J. Dengler, N. Llombart, B. Thomas, G. Chattopadhyay, P. H. Siegel, “THz imaging radar for standoff personnel screening,” IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol., vol. 1, no. 1, pp. 169–182, 2011, doi: https://doi.org/10.1109/TTHZ.2011.2159556.

W. Hong, K.-H. Baek, S. Ko, “Millimeter-wave 5G antennas for smartphones: Overview and experimental demonstration,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 65, no. 12, pp. 6250–6261, 2017, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2017.2740963.

R. Prasad, “Overview of wireless personal communications: microwave perspectives,” IEEE Commun. Mag., vol. 35, no. 4, pp. 104–108, 1997, doi: https://doi.org/10.1109/35.570728.

K. Wu, “Towards system-on-substrate approach for future millimeter-wave and photonic wireless applications,” in 2006 Asia-Pacific Microwave Conference, 2006, pp. 1895–1900, doi: https://doi.org/10.1109/APMC.2006.4429778.

R. N. Simons, R. Q. Lee, “On-wafer characterization of millimeter-wave antennas for wireless applications,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 47, no. 1, pp. 92–96, 1999, doi: https://doi.org/10.1109/22.740086.

Z.-M. Tsai, Y.-C. Wu, S.-Y. Chen, T. Lee, H. Wang, “A V-band on-wafer near-field antenna measurement system using an IC probe station,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 61, no. 4, pp. 2058–2067, 2013, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2012.2237091.

A. Lord, “Advancements in MM-wave on-wafer S-parameter verification,” in IET Seminar on MM-Wave Products and Technologies, 2006, vol. 2006, pp. 87–91, doi: https://doi.org/10.1049/ic:20060116.

A. C. F. Reniers, A. R. van Dommele, A. B. Smolders, M. H. A. J. Herben, “The influence of the probe connection on mm-wave antenna measurements,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 63, no. 9, pp. 3819–3825, 2015, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2015.2452941.

M. Fakharzadeh, “Antenna measurement in probe station,” in 2014 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium (APSURSI), 2014, pp. 293–294, doi: https://doi.org/10.1109/APS.2014.6904478.

A. El Fellahi et al., “Nanorobotic RF probe station for calibrated on-wafer measurements,” in 2015 European Microwave Conference (EuMC), 2015, pp. 163–166, doi: https://doi.org/10.1109/EuMC.2015.7345725.

A. Suziedelis et al., “Investigation of microwave properties of planar heterojunction diodes in Ka frequency range using probe station,” in 2016 Progress in Electromagnetic Research Symposium (PIERS), 2016, pp. 3899–3903, doi: https://doi.org/10.1109/PIERS.2016.7735466.

Z. D. Schwartz, A. N. Downey, S. A. Alterovitz, G. E. Ponchak, “High-temperature RF probe station for device characterization through 500/spl deg/C and 50 GHz,” IEEE Trans. Instrum. Meas., vol. 54, no. 1, pp. 369–376, 2005, doi: https://doi.org/10.1109/TIM.2004.838137.

A. El Fellahi et al., “On-wafer probe station for microwave metrology at the nanoscale,” in 2015 IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference (I2MTC) Proceedings, 2015, pp. 1960–1964, doi: https://doi.org/10.1109/I2MTC.2015.7151582.

S. Beer, T. Zwick, “Probe based radiation pattern measurements for highly integrated millimeter-wave antennas,” in Proceedings of the Fourth European Conference on Antennas and Propagation, 2010, uri: https://ieeexplore.ieee.org/document/5505042.

S. Cheng, H. Yousef, H. Kratz, “79 GHz slot antennas based on substrate integrated waveguides (SIW) in a flexible printed circuit board,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 57, no. 1, pp. 64–71, 2009, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2008.2009708.

K. Van Caekenberghe et al., “A 2-40 GHz probe station based setup for on-wafer antenna measurements,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 56, no. 10, pp. 3241–3247, 2008, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2008.929433.

W. Lee, J. Kim, C. S. Cho, Y. J. Yoon, “Beamforming lens antenna on a high resistivity silicon wafer for 60 GHz WPAN,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 58, no. 3, pp. 706–713, 2010, doi: https://doi.org/10.1109/TAP.2009.2039331.

R. N. Simons, “Novel On-Wafer Radiation Pattern Measurement Technique for MEMS Actuator Based Reconfigurable Patch Antennas,” 2002. uri: https://ntrs.nasa.gov/citations/20020090930.

T. Zwick, C. Baks, U. R. Pfeiffer, D. Liu, B. P. Gaucher, “Probe based MMW antenna measurement setup,” in IEEE Antennas and Propagation Society Symposium, 2004., 2004, pp. 747-750 Vol.1, doi: https://doi.org/10.1109/APS.2004.1329778.

J. Ala-Laurinaho, Z. Du, V. Semkin, V. Viikari, A. V. Raisanen, “Reflection coefficient method for antenna radiation pattern measurements,” in 2015 European Radar Conference (EuRAD), 2015, pp. 285–288, doi: https://doi.org/10.1109/EuRAD.2015.7346293.

M. Pigeon et al., “From simulations to measurements: prototyping an antenna for non-linear applications at sub-THz frequencies,” IET Microwaves, Antennas Propag., vol. 11, no. 3, pp. 304–309, 2017, doi: https://doi.org/10.1049/iet-map.2016.0392.

R. Dubrovka et al., “Measurements of non-linear sub-THz quasi-optical devices,” in 2017 11th International Conference on Antenna Theory and Techniques, ICATT 2017, 2017, pp. 9–13, doi: https://doi.org/10.1109/ICATT.2017.7972576.

A. S. Andy et al., “Characterisation of a quasi-optical transmissometer for precise measurement of a Sub-THz multenna,” in IET Conference Publications, 2017, vol. 2017, no. CP732, doi: https://doi.org/10.1049/cp.2017.0284.

O. Sushko et al., “Investigation of frequency-tripling performance of Schottky diode based multennas to 0.3 THz,” in 2016 41st International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz waves (IRMMW-THz), 2016, vol. 2016-Novem, pp. 1–2, doi: https://doi.org/10.1109/IRMMW-THz.2016.7758977.

Зондовая установка измерения S-параметров планарной мультены в диапазоне 70-110 ГГц

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-06-30 — Оновлено 2021-06-30

Як цитувати

Сушко, А. Ю., Муноз Торрико, М., Доннан, Р. С., Парини, К. Д., & Дубровка, Р. Ф. (2021). Зондовая установка на подложке для измерения S-параметров плоской мультенны в диапазоне 70–110 ГГц. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 64(6), 341–349. https://doi.org/10.20535/S0021347021060029

Номер

Том 64 № 6 (2021)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.