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超表面在高性能低剖面天线设计中的应用
摘要: 本文介绍了韩国亚洲大学微波通信实验室(MCL)开展的基于超表面的天线研究综述。论文重点探讨了超表面天线的低剖面设计、带宽提升、多频段工作及辐射方向图调控。首先阐述了通过在超表面顶部放置不同辐射器实现的超表面天线方案,随后介绍了辐射器置于超表面下方(含/不含接地板)的实现方式。这类天线不仅能以低剖面获得高效率,还能通过超表面结构产生额外谐振,显著提升整体性能——这些附加谐振被用于实现多频段和/或宽带工作。此外,论文还展示了太赫兹频段平面紧凑型宽增益带宽超表面天线的设计及其辐射特性,该太赫兹天线采用超表面与平面漏波馈电结构实现。最后,展望了MCL在基于超表面的天线相关研究及应用领域的未来方向。
关键词: 表面波谐振、顺序旋转、交叉偶极子、人工磁导体、超材料、宽带、圆极化、漏波、天线、阵列、超表面
更新于2025-09-23 15:23:52
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低剖面线性极化馈电可重构极化发射阵列的设计与实现
摘要: 本文提出了一种采用线极化馈源的新型极化可重构透射阵。该透射阵每个单元由两个级联交叉偶极子构成,可实现超过310°的线性相位调节且传输幅度优于0.8dB。所提出的单元结构厚度仅为0.22λ0,相比传统设计具有低剖面特性。该单元的低传输损耗特性有效提升了天线效率。通过合理旋转中心馈源天线并选择各单元的x/y向尺寸,该透射阵可产生包括左旋圆极化(LHCP)、右旋圆极化(RHCP)和线极化(LP)在内的多种极化辐射方向图。为验证设计,研制了X波段双层中心馈电11×11单元透射阵样机,测试结果表明该透射阵同时实现了高增益性能与多极化工作能力。
关键词: 交叉偶极子、极化可重构、低剖面、发射阵列
更新于2025-09-23 15:23:52
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[2018年国际电磁学先进应用会议(ICEAA)- 卡塔赫纳德印第亚斯(2018.9.10-2018.9.14)] 2018年国际电磁学先进应用会议(ICEAA)- 由单元误差引起的低副瓣圆极化平面阵列的天线方向图效应
摘要: 相控阵天线单元的随机幅度和相位误差会导致副瓣电平升高?;谖蟛钔臣圃げ飧卑甑缙降墓揭压阄酥?。这些相同的随机误差还会引起圆极化阵列轴比误差。本文提出了一些新的表达式,用于描述轴比随随机误差变化的关系。
关键词: 天线阵列、轴比、平面阵列、圆极化、阵列误差、交叉偶极子
更新于2025-09-23 15:22:29
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[2019年IEEE第八届先进光电子学与激光国际会议(CAOL)-保加利亚索佐波尔(2019年9月6日-9月8日)] 2019年IEEE第八届先进光电子学与激光国际会议(CAOL)-太赫兹与中红外激光辐射对大鼠红细胞膜依赖特性的影响
摘要: 本文提出了一种新型平面超薄电子扫描寄生阵列辐射器(ESPAR)。通过对正交交叉偶极子在相位正交条件下的电场进行理论分析,发现该交叉偶极子能在方位面产生具有旋转电场的线极化波?;诖颂匦?,设计了一种称为"CD-ESPAR"的平面交叉偶极子ESPAR,并提出了一种简单有效的阻抗匹配方法。为验证这些构想,设计、制作并测量了一款工作于2.3GHz、尺寸紧凑且剖面极低(0.42λ0×0.42λ0×0.006λ0)的原型天线。实测结果表明:该天线实现了超过17.8%的阻抗带宽,可产生覆盖整个方位面的四向定向波束。凭借其平面超薄结构、紧凑尺寸、电子波束切换能力、低功耗及低成本等特性,在无线通信领域具有重要应用前景。
关键词: 波束切换、平面天线、智能天线、交叉偶极子、电子可控寄生阵列辐射器(ESAPR)
更新于2025-09-23 15:21:01
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[2019年德国慕尼黑国际激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC)(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年国际激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 多段半导体扫频激光器的相干特性
摘要: 本文提出了一种新型平面超薄电子扫描寄生阵列辐射器(ESPAR)。通过对正交交叉偶极子在相位正交状态下的电场进行理论分析,发现该交叉偶极子能在方位面辐射具有旋转电场的线极化波?;诖颂匦?,设计了一种称为"CD-ESPAR"的平面交叉偶极子ESPAR,并提出了一种简单有效的阻抗匹配方法。为验证这些构想,研制了一款工作于2.3GHz、尺寸紧凑且剖面极低(0.42λ0×0.42λ0×0.006λ0)的原型天线并进行实测。测试结果表明:该天线实现了超过17.8%的阻抗带宽,可产生覆盖整个方位面的四向定向波束。凭借其平面超薄结构、紧凑尺寸、电子波束切换能力、低功耗及低成本特性,在无线通信领域具有重要应用前景。
关键词: 交叉偶极子、平面天线、智能天线、波束切换、电子可转向寄生阵列辐射器(ESAPR)
更新于2025-09-19 17:13:59
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[2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC)- 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC)- 单片CZTS/Si叠层电池:中间接触层多结结构的发展
摘要: 本文提出了一种新型平面超薄电子扫描寄生阵列辐射器(ESPAR)。通过对正交交叉偶极子在相位正交状态下的电场进行理论分析,发现该交叉偶极子能在方位面辐射具有旋转电场的线极化波?;诖颂匦裕杓屏艘恢殖莆?#34;CD-ESPAR"的平面交叉偶极子ESPAR,并提出了一种简单有效的阻抗匹配方法。为验证这些构想,设计、制作并测量了一款工作于2.3GHz、尺寸紧凑且剖面极低(0.42λ0×0.42λ0×0.006λ0)的原型天线。实测结果表明,该天线实现了超过17.8%的阻抗带宽,可产生覆盖整个方位面的四个定向波束。凭借其平面超薄结构、紧凑尺寸、电子波束切换能力、低功耗及低成本特性,在无线通信领域具有重要应用前景。
关键词: 交叉偶极子、平面天线、智能天线、波束切换、电控可转向寄生阵列辐射器(ESAPR)
更新于2025-09-19 17:13:59
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[2019年IEEE国防光子学研究与应用会议(RAPID) - 美国佛罗里达州米拉马尔海滩(2019.8.19-2019.8.21)] 2019年IEEE国防光子学研究与应用会议(RAPID) - 光学应用中的非线性超表面
摘要: 本文提出了一种新型平面超薄电控可转向寄生阵列辐射器(ESPAR)。通过对正交交叉偶极子在相位正交条件下的电场进行理论分析,发现该交叉偶极子能在方位面辐射具有旋转电场的线极化波。基于此特性,设计了一种称为"CD-ESPAR"的平面交叉偶极子ESPAR,并提出了一种简单有效的阻抗匹配方法。为验证这些构想,研制了一款工作于2.3GHz、尺寸紧凑且剖面极低(0.42λ0×0.42λ0×0.006λ0)的原型天线。实测结果表明:该天线阻抗带宽超过17.8%,可产生覆盖整个方位面的四向定向波束。凭借其平面超薄结构、紧凑尺寸、电控波束切换能力、低功耗及低成本特性,在无线通信领域具有重要应用前景。
关键词: 波束切换、平面天线、智能天线、交叉偶极子、电子可控寄生阵列辐射器(ESAPR)
更新于2025-09-19 17:13:59
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[IEEE 2018中国国际合成孔径雷达研讨会(CISS)- 中国上海(2018.10.10-2018.10.12)] 2018中国国际合成孔径雷达研讨会(CISS)- 可重构圆极化十字偶极子天线
摘要: 本信介绍了一种用于ISM频段无线通信的可重构圆极化(CP)交叉偶极子天线,该天线采用双层印刷电路板(PCB)基板制作。与传统交叉偶极子天线不同,所提出的交叉偶极子设计具有宽开口端,从而同时提升了阻抗带宽和轴比(AR)带宽。此外,为有效激励圆极化辐射,在顺序旋转单元的角落附加了提供正交相位差的弯曲延迟线。通过选择合适的弯曲延迟线半径,可实现天线宽输入阻抗。为实现极化可重构性,在弯曲延迟线上添加了二极管,通过控制二极管电流可改变两个正交偶极子间的相位差。该天线采用50Ω同轴电缆中心馈电,并置于方形反射器上方以获得定向圆极化辐射方向图。得益于中心馈电优势,整个工作频带内均可实现对称圆极化辐射方向图。当工作于左旋圆极化状态时,阻抗带宽约43%(2.08GHz~3.22GHz),轴比带宽约31.1%(2.28GHz~3.12GHz);当工作于右旋圆极化状态时,阻抗带宽约44%(2.1GHz~3.3GHz),仿真结果显示阻抗带宽约47%(2.07GHz~3.35GHz),轴比带宽约28.5%(2.35GHz~3.13GHz)。左旋状态阻抗带宽另测约45%(2.06GHz~3.2GHz)。
关键词: 交叉偶极子、圆极化、造型设计、可重构
更新于2025-09-10 09:29:36