片上自卷曲太赫兹三维螺旋阵列天线仿真设计

当前片上天线的结构形式均局限在二维或二维半的空间内,衬底引入的寄生效应严重,天线的增益和效率相对较低。为了解决上述问题,本文提出一种基于氮化硅(SiNx)自卷曲薄膜(S-RuM)纳米技术的片上太赫兹螺旋阵列天线的加工和设计方法。通过对SiNx自卷曲薄膜结构的设计,实现了对三维螺旋结构的内直径、螺距和匝数等特征参数的精确控制,并且其制造工艺与常规半导体工艺完全兼容。HFSS有限元仿真结果表明具有反射环结构的5匝单螺旋天线的相对带宽为9%,增益可达到9.8dB@0.3THz,半功率波束宽度为45°;2×1阵列的增益可达到12.3dB。