新闻公告

王剑莹博士指导研究生梁振川在全向天线设计领域取得进展


近日,我院王剑莹博士指导研究生在新一代水平极化全向天线设计取得重要进展,其研究成果将以“Compact High Gain Omnidirectional Horizontally Polarized Antenna Array Utilizing an Aperture with Uniform Field Distribution”发表在微波天线领域top期刊IEEE Transactions on Antennas and Propagation。硕士研究生梁振川为一作(2022即将赴华南理工大小继续攻读博士),王剑莹博士为通讯作者,华南师范大学为第一完成单位。论文链接为https://ieeexplore.ieee.org/document/9810555

水平极化全向天线具有辐射角度全覆盖的基本特性,广泛应用在基站、终端、卫星等通信设备,且具有较强的极化稳定性,在传播过程中不易产生极化矢配和多径损耗,因此可以覆盖更大的通信范围。目前,实现水平极化全向辐射的天线设计方法有多种,但高增益水平极化全向天线设计仅有采用立体阵列或狭长口径等方式,存在结构复杂、体积庞大、口径效率低等问题。

 

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所设计天线的(a)反射系数和(b)增益与不圆度仿真测试结果对比,插图为所制作天线的实物图。

 

  研究组首先分析了狭长口径上的电场/磁流强度分布对口径效率的影响,证明了均匀的场分布对实现高口径效率的重要性。在此基础上,通过改造传统的工作在基模的矩形贴片天线获得满足均匀场分布的口径,并利用阻抗关系设法抑制口径长度增加带来的高阶模式干扰问题。最后,引入功分器结构对四个共线的单元进行馈电以实现同强度同相位工作。该天线以4.64λ的电长度实现了11dBi的高增益和11.6%的相对带宽,在同类的平面结构设计中具有最大的增益、最高的口径效率以及最宽的工作带宽。该设计在需要高增益全向辐射的应用场景(如无线功率传输)下具有重要的实用意义。