Impact of E-plane Misalignment on THz Diagonal Horn Antennas
Artikel i vetenskaplig tidskrift, 2024

A key challenge in developing terahertz front-ends is achieving high coupling efficiency between the waveguide feed horn and the optical beam. In this paper, we have quantified the alignment requirements for the widely used E-plane split diagonal horn antenna through theoretical analysis, electromag-netic simulation, and experimental validation within the 325-500 GHz frequency range. The results from our analytical models, simulations, and measurements are consistent and shows good agreement. They reveal that even minor geometric asymmetries can cause significant increases in fractional power radiated to the cross-polar component due to amplitude and phase imbalances in the TE10 and TE01 modes. Furthermore, a misalignment of approximately 8% of the wavelength was observed to result in a 3-dB degradation in the optical coupling to a Gaussian beam (Gaussicity) in middle of the waveguide band. These findings highlight the critical importance of precise alignment and feed horn machining for the successful implementation of terahertz front-end systems.

horn antennas

near field measurements

aperture antenna

antenna measurements

sub millimeter wave propagation

sensitivity analysis

Författare

Divya Jayasankar

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Terahertz- och millimetervågsteknik

WiTECH

Research Institute of Sweden

Andre George Koj

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Kvantteknologi

Jeffrey Hesler

WiTECH

Virginia Diodes, Inc.

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Terahertz- och millimetervågsteknik

Jan Stake

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Terahertz- och millimetervågsteknik

WiTECH

IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology

2156-342X (ISSN) 21563446 (eISSN)

Uppgradering av den nationella infrastrukturen för terahertzkarakterisering för att möjliggöra nästa generation trådlösa tillämpningar och instrument för fjärranalys

Vetenskapsrådet (VR) (2020-06187), 2021-01-01 -- 2024-12-31.

Supraterahertzelektronik för framtida FIR instrument

Rymdstyrelsen (2023-00310), 2024-01-01 -- 2027-12-31.

THz-metrologi för moderna trådlösa system

Stiftelsen för Strategisk forskning (SSF) (FID17-0040), -- .

Styrkeområden

Informations- och kommunikationsteknik

Infrastruktur

Kollberglaboratoriet

Ämneskategorier

Annan elektroteknik och elektronik

DOI

10.1109/TTHZ.2024.3449792

Mer information

Senast uppdaterat

2024-09-20