基于施加偏置电压后固态等离子体(SSP)可以在金属态或介质态之间进行切换的特性,设计了一种基于SSP材料的可重构双功能超材料极化转换器。研究结果表明,当SSP为金属态时,所设计的超材料极化转换器可以在较宽的频率范围内实现反射式线- 线极化转换,转换效率超过98%。当SSP为介质态时,所设计的超材料极化转换器工作在透射模式下,此时可以实现透射式线- 圆极化转换。通过表面电流分布解释了极化转换的物理机理;通过改变结构参数,研究了SSP处于金属态和介质态时的极化转换性能,证明了所设计的基于SSP的超材料极化转换器不仅具有可重构的极化转换特性,而且对结构参数的轻微变化能够保持良好的鲁棒性,有利于实际制作和实验验证。此外,入射角度的轻微变化,对两种状态下的极化转换特性不会产生大的影响,也满足实际需求。所设计的超材料极化转换器不仅可以满足不同工作模式、不同转换性能的应用需求,而且在通信、传感和成像方面具有潜在应用前景。

设计了一种覆盖 X频段的双圆极化天线, 通过 1个 3 dB电桥分别给 2个垂直交叉放置的 Vivaldi天线馈电来实现双圆极化。为了实现宽带小型化, 在 Vivaldi天线表面开槽并且电桥采用耦合形式实现。仿真结果表明, 所设计的天线整体尺寸为 0.48λ×0.48λ×0.5λ(λ对应最低频率处波长), 能够在 8~12 GHz的频带内实现天线驻波比 (VSWR)<2, 轴比为 3 dB, 带宽为 40%的左旋和右旋圆极化。

提出了一种采用基片集成同轴线 (SICL)馈电的双馈点圆极化微带贴片天线。具体通过多馈点法实现圆极化, 并通过背腔加载提高增益, 增加带宽, 减小后瓣, 降低互耦, 提高天线性能。经过仿真验证, 该天线能够在 42.42~56.69 GHz之间实现 S11 <-10 dB(相对带宽为 28.8%@ 51 GHz), 在 45.26~48.08 GHz之间实现轴比小于 3 dB, 最大增益 8.9 dBi。

该文设计了一款C波段单馈寄生阵列的宽带圆极化天线。此天线采用紧邻的双层F4B介质基板, 通过在方形驱动贴片上开槽及采用寄生阵列的设计实现了圆极化。对天线结构的设计步骤进行说明, 研究了各结构对天线阻抗带宽和轴比带宽的影响, 并研究了寄生贴片切角长度和驱动贴片上的缝隙宽度对天线轴比和带宽的影响。对天线的圆极化方向图进行了仿真。仿真结果表明,在5.5 GHz时实现了右旋圆极化, 最大增益为8.1 dBi。加工并测试了宽带圆极化天线, 测试结果与仿真结果基本相符, 天线实测的阻抗带宽为1.3 GHz, 轴比带宽为1.26 GHz。设计的叠层天线具有结构紧凑, 装配简单和轴比带宽大的优点。

以方环单极子天线为基础,设计了一种太赫兹频段超宽带圆极化微带阵列天线。提出的新型低剖面环形天线单元由C型结构和改进后的接地结构组成, 实现了天线表面电流不对称流动以及电流的最优纵横比, 辐射圆极化波; 采用2×4天线阵列不仅提高了天线增益, 而且增强了其方向特性。仿真结果表明, 该阵列天线的阻抗带宽为67.42%(193.86~391.02GHz), 圆极化轴比带宽可完全包含该频段, 且在该频段内峰值增益为15dBi, 在太赫兹通信设备中具有广阔的应用前景。

针对传统微带圆极化阵列天线存在带宽较窄、尺寸较大等问题，提出一种新颖的基于共面波导 (CPW)槽线转换结构的无空气桥功分器，并基于此功分器设计了一款紧凑型高定向性圆极化阵列天线。设计的共面波导功分器利用共面波导奇模式方法实现了能量分配，不需使用空气桥结构及四分之一波长匹配线，因此尺寸更加紧凑，结构更加简单。利用此功分器设计的圆极化阵列天线剖面厚度仅为 1 mm，轴比带宽为 4.14%，阻抗带宽为 7.03%；在 5.8 GHz时，实测增益为 8.412 dBi，在保证低剖面、小尺寸的同时，可提供足够的工作带宽以及天线增益。