Reconfigurable metasurface antenna array using holographic beamforming

Abstract

Este trabalho trata o problema de formatação de feixe usando técnicas de holografia em arranjos de antena sobre meta-superfícies na banda Ku. Um modelo da antena proposta é apresentado. Os elementos irradiantes usados na meta-superfície são antenas dipolo do tipo fenda. Esses elementos são posicionados acima da cavida dielétrica criada usando-se uma guia de onda de placas paralelas. A antena é concebida para ser reconfigurável, aonde sua reconfigurabilidade é feita variando-se o a polarização de diodos PIN incorporados no desenho da célula da meta-superfície. Devido a presença do diodo PIN, um circuito de polarização adicional precisou ser adicionado na antena, o qual inclui alguns vias passantes e outros detalhes que criam uma estrutura complexa. Este detalhe não permite que modelos analíticos genéricos e outras simplificações sejam usadas para calcular o holograma. Por este motivo, este trabalho usa os resultados da simulação eletromagnética de um um modelo CAD da antena proposta. Os campos eletromagnéticos resultados são então extraídos desse modelo e usados para se calcular o holograma. Essa abordagem permite a implementação dessa técnica para diferentes tipos de cavidade abaixo da meta-superfície. Para validar o procedimento, um holograma e seu respectivo diagrama de radiação são apresentados. Além do mais, uma otimização convexa é apresentada para melhorar a performance da antena, reduzindo o nível dos lóbulos secundários.