Artigo em revista científica Q1
Generalized Risley prism for beam-steering transmit-arrays with reduced grating lobes
Sérgio Matos (Matos, S. A.); Nelson J. G. Fonseca (Fonseca, N. J. G.); João C. Serra (Serra, J. C.); João Felício (Felício, J. M.); Jorge Rodrigues da Costa (Costa, J. R.); Carlos António Cardoso Fernandes (Fernandes, C. A.);
Título Revista
IEEE Transactions on Antennas and Propagation
Ano (publicação definitiva)
2023
Língua
Inglês
País
Estados Unidos da América
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Abstract/Resumo
Wide angle beam steering is a fundamental requisite for the new generation of millimeter waves communication systems. Mechanical scanning using two transmit-arrays (TAs) with independent axial rotation movements - known as the Risley prism approach - is being considered as a potential enabling technology for many cost-driven applications. There is an ongoing research effort to improve this solution, however, grating lobes are still a main limitation for the operation of these antennas. Herein, we show that this vestigial effect can be overcome by a co-design of the phase correction of the two rotating surfaces, instead of considering each TA as a separate “prism” (the conventional approach). The proposed generalized phase correction is compared with the conventional counterpart using a design example based on fully dielectric TAs. Experimental results confirm that the predicted grating lobes of the conventional design can be mitigated, corresponding to a significant reduction of the side lobe level (SLL) in the complete scanning plane. For the given full-dielectric Ka-band design example, is possible to scan up to 55 degrees with SLL<-8.3 dB and scan loss of -3.6 dB, whereas, with the conventional approach, the same scan implies SLL< -4.4 dB and a scan loss of -6.1 dB.
Agradecimentos/Acknowledgements
This work was supported in part by FCT and under FEDER—PT2020 partnership agreement Project "ADAM3D" PTDC/EEI-TEL/30323/2017 - LISBOA-01-0145-FEDER-030323, and Grant UID/EEA/50008/2020.
Palavras-chave
Millimeter wave antennas,Satellite mobile communication,Transmitarray,Scanning antennas,Beam steering,Rotating bodies,Sidelobe suppression,Dielectric antennas
  • Ciências Físicas - Ciências Naturais
  • Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática - Engenharia e Tecnologia
Registos de financiamentos
Referência de financiamento Entidade Financiadora
PTDC/EEI-TEL/30323/2017-LISBOA-01-0145-FEDER-030323 Comissão Europeia
CA18223 UK Research and Innovation
101097101 Comissão Europeia

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