创新顶加载分形光子晶体太赫兹天线：高效、稳定与小型化设计

顶加载分形光子晶体太赫兹波段天线设计是一种创新性的天线技术，旨在满足太赫兹设备对高效、小型化和高稳定性天线的需求。太赫兹波段位于微波与红外光之间，具有独特的频谱信息和广泛的应用潜力，如环境监测、成像、医疗诊断、无线通信和军事侦察等领域。 设计的关键在于结合了顶加载技术、分形结构、光子晶体、偶极子天线以及聚对苯二甲酸乙二酯（PET）薄膜基质。顶加载技术提升了天线的性能，使得能量更有效地集中在工作区域。分形结构提供了更高的定向性和增益，光子晶体则通过控制光传播，优化了天线的带宽和阻抗匹配。偶极子天线作为基本辐射单元，与PET薄膜基质结合，既保持了轻便性，又保证了天线的耐用性。 设计过程中，制作了实际样品并对回波损耗和方向图特性进行了仿真和实验测试。结果显示，这款天线的工作中心频率精确到1 THz附近，回波损耗最低可达-20 dB，绝对工作带宽超过0.1 THz，相对工作带宽超过10%，表现出优秀的辐射性能。此外，天线的尺寸被控制在小型化水平，适应了太赫兹设备紧凑的设计要求。 相比于其他研究成果，例如西安理工大学的光子晶体天线、首都师范大学的矩形波导斜缝天线、英国谢菲尔德大学的双层二维光子带隙偶极子天线以及日本富士通的扇出晶圆级封装集成天线，这款顶加载分形光子晶体天线在小型化和性能上更具优势。它不仅具备良好的物理机械性能，能够在极端环境下稳定工作，而且通过综合运用多种先进技术，展现了在未来太赫兹波段应用领域的巨大潜力。