用于V带贴身应用的 conformal 宽角扫描泄漏波天线
应用物理
2025-06-10 v3 系统与控制
系统与控制
摘要
可穿戴贴身毫米波(mmWave)雷达可为视力受损者提供障碍检测和导航功能。作为这些系统的关键组件，天线必须轻便、柔软、低成本且紧凑。然而，现有天线受限于刚性外形且可重构性有限。本文提出一种低剖面、快速扫描泄漏波天线(LWA)，工作于未授权V带(57-64 GHz)，用于贴身应用，如轻便便携式频率调制连续波(FMCW)雷达。新型曲折微带设计允许独立控制增益和扫描速率(主波束指向方向随频率变化的速率)。实验结果表明，LWA在工作频段内实现10 dB以上的实现增益，fan-beam扫描范围在H平面内从-35°到45°，而半功率束宽(HPBW)在平面条件下保持在20°以内。为评估贴身适应性，对天线在弯曲情况下的性能进行了测试。当天线置于膝部(对应80 mm半径)时，波束扫描范围从-25°到55°，最大实现增益降低1.75 dB，HPBW增加至25°。这表明LWA在 conformal 条件下具有鲁棒性，同时保持了波束形成和波束扫描功能。仿真结果确认，LWA的地面板最小化了用户暴露，符合国际指南。最后，我们通过采用12个LWA的阵列进行相位激励，实现了2D空间扫描，使E平面的波束形成范围从-50°到50°，而HPBW保持在20°以下。耦合分析显示，在整个工作频段内，隔离损耗和主动反射系数均保持在15 dB以下。
关键词
引用
@article{arxiv.2407.13644,
title = {Conformal Wide-Angle Scanning Leaky-Wave Antenna for V-Band On-Body Applications},
author = {Pratik Vadher and Anja K. Skrivervik and Qihang Zeng and Ronan Sauleau and John S. Ho and Giulia Sacco and Denys Nikolayev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.13644},
year = {2025}
}