多频段超表面天线的设计与应用
理学院
Multiband antenna design and application
随着移动通信设备小型化、多功能、智能化的发展,其主板上的电路模块逐渐增多,这就对天线提出了更高的要求,例如结构、尺寸、带宽、增益等方面都面临着新的挑战。 超材料是一种特征尺度远小于工作波长的人工材料,通过将具有不同结构参数的超材料结构单元按照特定的方式组合,可实现对电磁波反射、折射、相位与幅度等特性进行精准的调控。超表面是由超材料结构单元阵列构成的二维结构,是超材料研究的延伸和拓展。二维超材料不仅可以实现传统超材料对反射、折射的调控,还可以实现极化角旋转、极化模式转化、表面波耦合等新颖物理效应。可以说,二维超材料研究已经成为当今囯际学术界的研究热点和前沿,是新型微波器件设计的新思路。如果将超表面设计思想引入到天线的设计中,有望得到具有结构简单、尺寸小、多频带等特点的新型天线。
本项目旨在基于超表面设计出一种覆盖在1.805~1.820GHz、1.880~1.900GHz和5.725~5.850GHz频段的新型天线,并针对实际器件,将超表面天线进行优化,使其更利于与实际器件相结合使用。我们所要设计的天线工作频段覆盖 GSM、3GTDD 和 IEEE802.11a,这种设计满足了 3G 和 4G 中单兵作战和手机等多频段通信的需要,具有质量轻、体积小、剖面低和制造简单等特点,具有广阔的发展前景。