Two-axis beamsteering using a wideband Butler matrix and series-fed arrays for millimeter wave frequencies fabricated on metallic-nanowire-membrane platform

Autor(es)

Simionato, Eligia ; Aldaya, Ivan ; Rosa, Guilherme S. ; Le, Joao E. G. ; Serrano, Ariana L. C. ; Rehder, Gustavo P. ; Penchel, Rafael A.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: AEU-INTERNATIONAL JOURNAL OF ELECTRONICS AND COMMUNICATIONS; v. 184, p. 9-pg., 2024-06-28.

Resumo

This work presents a two-axis beamsteering system designed for WLAN millimeter-wave frequencies. The system comprises a wideband Butler matrix and series-fed arrays. The Butler matrix, implemented with microstrip lines, features a wideband crossover with low phase imbalance, enabling four discrete beamsteering directions on the radiation H -plane. The series-fed arrays enable frequency-dependent beamsteering on the Eplane. The entire system was fabricated on a nanoporous alumina substrate using metallic-nanowire-membrane technology. Measurement results indicate an impedance bandwidth of 17.71%, which accommodates typical requirements for 60 GHz WLAN applications. Additionally, beamsteering in the desired directions was achieved. The presented Butler matrix structure stands out as one of the most compact found in the reviewed literature. The produced device successfully balances wideband behavior, compactness, and fabrication simplicity. (AU)

• Processo FAPESP: 20/09889-4 - Projeto e fabricação de antenas banda larga usando o processo de manufatura aditiva
• Beneficiário: Rafael Abrantes Penchel
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 23/12921-5 - Desenvolvimento de redes de beamforming com acopladores transdirecionais para operação na faixa de sub-THz
• Beneficiário: Elígia Simionato
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 24/01712-9 - Compensação de distorções de transmissão em sistemas de comunicações ópticas utilizando inteligência artificial
• Beneficiário: Ivan Aritz Aldaya Garde
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 22/03519-6 - Desenvolvimento de arranjos de antenas integrados a matrizes Butler para beamforming em ondas milimétricas
• Beneficiário: Elígia Simionato
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica