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Design of an octave-bandwidth dual-function phased array
Blandón Salazar, Margarita
Blandón Salazar, Margarita
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Abstract
This work presents the design of an octave-bandwidth array utilizing stacked microstrip patches fed through aperture coupling. The array integrates metallic cavities and fences within the elements to minimize surface wave propagation in the substrates, thereby enhancing the front-to-back ratio. The designed 4x4 array ensures stable radiation patterns across its operating frequency range. It achieves a gain of 17.43 dB at 4 GHz and operates efficiently from 2 to 4 GHz with a Voltage Standing Wave Ratio (VSWR) of less than 2. The innovative use of metallic structures in the array’s elements significantly improves performance by reducing undesirable wave interactions, which is crucial for maintaining high efficiency and consistency in radiation characteristics. This design approach not only broadens the operational bandwidth but also ensures better control over the radiation pattern, making it highly suitable for advanced communication systems requiring reliable and wideband performance.
Este trabajo presenta el diseño de un arreglo de banda ancha de octava utilizando parches de microcinta apilados alimentados mediante acoplamiento de apertura. El arreglo integra cavidades y rejillas metálicas dentro de los elementos para minimizar la propagación de ondas superficiales en los sustratos, mejorando así la relación frontal/trasera. El arreglo 4x4 diseñado garantiza patrones de radiación estables en toda su gama de frecuencias de funcionamiento. Alcanza una ganancia de 17,43 dB a 4 GHz y funciona eficientemente de 2 a 4 GHz con una relación de ondas estacionarias en tensión (VSWR) inferior a 2. El innovador uso de estructuras metálicas en los elementos del arreglo mejora significativamente el rendimiento al reducir las interacciones de ondas no deseadas, lo que resulta crucial para mantener una alta eficiencia y consistencia en las características de radiación. Este enfoque de diseño no sólo amplía el ancho de banda operativo, sino que también garantiza un mejor control sobre el patrón de radiación, lo que lo hace muy adecuado para sistemas de comunicación avanzados que requieren un rendimiento fiable y de banda ancha.
Este trabajo presenta el diseño de un arreglo de banda ancha de octava utilizando parches de microcinta apilados alimentados mediante acoplamiento de apertura. El arreglo integra cavidades y rejillas metálicas dentro de los elementos para minimizar la propagación de ondas superficiales en los sustratos, mejorando así la relación frontal/trasera. El arreglo 4x4 diseñado garantiza patrones de radiación estables en toda su gama de frecuencias de funcionamiento. Alcanza una ganancia de 17,43 dB a 4 GHz y funciona eficientemente de 2 a 4 GHz con una relación de ondas estacionarias en tensión (VSWR) inferior a 2. El innovador uso de estructuras metálicas en los elementos del arreglo mejora significativamente el rendimiento al reducir las interacciones de ondas no deseadas, lo que resulta crucial para mantener una alta eficiencia y consistencia en las características de radiación. Este enfoque de diseño no sólo amplía el ancho de banda operativo, sino que también garantiza un mejor control sobre el patrón de radiación, lo que lo hace muy adecuado para sistemas de comunicación avanzados que requieren un rendimiento fiable y de banda ancha.
Description
Date
2024-07-03
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Keywords
Octave-Bandwidth, Phase Array, Microstrip Antennas