Efficient design of compact millimeter wave microstrip linear array with bandwidth enhancement and sidelobe reduction

Jian Rongling; Chen Yueyun; Chen Taohua; Li Zuhang

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Efficient design of compact millimeter wave microstrip linear array with bandwidth enhancement and sidelobe reduction

机译：紧凑的毫米波微带线阵列的高效设计，具有带宽增加和旁瓣减小的特性

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In this article, a novel linear mmWave antenna array with series-feed network is proposed to enhance the bandwidth and reduce sidelobe level without increasing the patch size. The proposed linear array is consisted of four identical wideband array elements, which are all under operation TM10 and TM02 modes by loading shorting pin and rectangular slots. Additionally, through loading symmetry circle-shaped slots for the four elements, impedance matching of linear array is achieved. Furthermore, multi-parameters unified-optimization (MPUO) based on imperial competition algorithm (ICA) is proposed to uniformly optimize all linear array parameters. To verify this design, the proposed linear array is fabricated with a small patch area of 7.5 x 3.914 x 0.254 mm(3). The measured results show that the bandwidth is enhanced to 2.05GHz, which is 0.57GHz wider than that of simulation. The simulated peak gain reaches 13dBi while the sidelobe level is reduced to about -19 dB at 28.6GHz. Moreover, the computation cost using MPUO is reduced by 98.12% compared with that of independent parameters optimization.

机译：在本文中，提出了一种具有串联馈电网络的新型线性毫米波天线阵列，以在不增加贴片尺寸的情况下提高带宽并降低旁瓣电平。拟议的线性阵列由四个相同的宽带阵列元件组成，它们均通过加载短路针和矩形槽而处于TM10和TM02模式下。另外，通过为四个元件加载对称的圆形槽，可以实现线性阵列的阻抗匹配。此外，提出了基于帝国竞争算法（ICA）的多参数统一优化算法（MPUO）来统一优化所有线性阵列参数。为了验证该设计，所提出的线性阵列的制造面积很小，仅为7.5 x 3.914 x 0.254 mm（3）。实测结果表明，带宽提高到2.05GHz，比仿真带宽增加了0.57GHz。模拟的峰值增益达到13dBi，而旁瓣电平在28.6GHz时降低到约-19 dB。此外，与独立参数优化相比，使用MPUO的计算成本降低了98.12％。

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来源
《International journal of RF and microwave computer-aided engineering》 |2019年第10期|e21881.1-e21881.11|共11页
作者
Jian Rongling; Chen Yueyun; Chen Taohua; Li Zuhang;
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作者单位

Univ Sci & Technol Beijing Sch Comp & Commun Engn Beijing Peoples R China;

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收录信息
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类
关键词
linear antenna array; millimeter wave; multi-parameters unfied-optimization; shorting pin; slots;

机译：线性天线阵列毫米波多参数优化短路针插槽;

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