Dual-Polarized Dielectric-Filled Cavity Antenna With Air-Gap-Free Metasurface Loading for LTCC-Based 5G-and-Beyond Antenna-in-Package Phased Arrays
Notice bibliographique
Résumé
This work introduces a dual-polarized (DP) slot-excited dielectric-filled cavity antenna phased array designed for 5G and beyond AiP solutions using low-temperature co-fired ceramic (LTCC) technology. The primary challenge is to maximize a two-dimensional (2-D) beamsteering range with a compact form factor in a DP operation. Most reported LTCC AiP arrays have ≤ 55° beamsteering range at 5G mmWave frequencies and lack experimental validation for DP 2-D beamsteering operation. In contrast, the proposed antenna element in the infinite array enables ±60° 2-D beamsteering in the 5G n261 (27.5-28.35 GHz) band with the form factor as small as 5mm×5mm×1.3mm. This performance is achieved by introducing a wide-angle impedance matching (WAIM) structure directly at the antenna aperture, comprising a dual-layer metasurface formed by periodically arranged electrically small patches in a staggered configuration. The antenna is jointly optimized with a DP feeding network to minimize parasitics in the multilayer LTCC stack and a co-integrated printed circuit board (PCB) carrier to mitigate package-carrier coupling often neglected in previous works. It is fabricated in a single LTCC process without air gaps to ensure precise layer-to-layer alignment and eliminate losses from additional support structures inherent to conventional air-gap WAIM stacks. A custom equivalent-circuit model enables efficient analysis of scan-dependent impedance matching for the optimization. A 128-element AiP prototype employs 4×4 subarrays of four DP elements on the PCB carrier and is packaged with ball grid arrays (BGAs) to facilitate integration. This modular approach allows scaling to large arrays while considering the critical effects of the package stack-up and DP feeding. The simulated active reflection coefficient is < -8.5 dB within ±60° (with a scan loss marginally above 3 dB) at 27.5-29.5 GHz. Measurements confirm simulations for all relevant performance metrics in ±60° 2D-range.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».