《基於新型超材料的5G高性能MIMO天線關鍵技術研究》是依託華南理工大學，由楊琬琛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於新型超材料的5G高性能MIMO天線關鍵技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊琬琛
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
大規模天線陣列（Massive MIMO）技術能夠大幅度提升頻譜效率和功率效率，從而提高無線通信系統的容量和覆蓋範圍，是未來5G最具潛力的研究方向之一。但是，隨著天線陣列規模擴大，MIMO天線在分集技術、去耦技術和實現多功能等方面仍然有巨大的挑戰，僅採用常規的技術已經無法滿足需求。本項目基於超材料（Metamaterials）奇異的電磁特性，開展超材料在高性能MIMO天線關鍵技術的研究：提出新型的超材料結構，對其進行物理表征和參數提取；研究基於超材料的小型化高性能天線單元的設計方法，提出基於非周期超材料的高性能天線；將超材料套用於MIMO天線中，研究實現大系統容量的新型綜合分集技術，並針對小間距MIMO天線，提出去耦超材料與天線的集成設計方法。本項目的研究，希望可以突破面向5G套用的MIMO天線技術難點，解決大規模天線通道隔離困難和終端設備空間擁擠等問題，為MIMO天線的設計提供技術指導。
結題摘要
第五代移動通信系統（5G）對天線在小型化、高效率、分集技術和多功能等方面提出了更高的要求，僅採用常規技術已經無法滿足需求。而超材料具有奇異的電磁特性，本研究主要開展其在天線性能提升和多功能融合等方面的研究，主要包括：1、基於新型超材料的小型化天線單元研究。提出了多種寄生條帶載入的超材料小型化方法，為天線的小型化設計提供了新的設計思路；2、基於非周期超材料的高增益天線單元研究。提出了非周期超材料的相位補償技術和多諧振方法，有效解決了傳統天線頻寬和增益受限問題；3、基於超表面的MIMO天線極化/角度分集技術研究。首次研究了基於超表面的極化和角度分集方法，研製了一系列高性能MIMO天線；4、基於新型超材料的多功能天線研究。提出了極化/頻率均可控、濾波融合、VO2薄膜相變等多種新型超材料，並研製了一系列面向5G的多功能天線；5、基於新型超材料的大型反射/透射陣列研究。分別提出了基於超材料的多折合式平面透鏡天線和寬頻反射陣列天線，這為實現大型毫米波反射/透射陣列天線的廣泛套用提供了解決方案。圍繞上述五個研究方向，開展了深入的理論分析及工程設計研究，取得了一系列具有創新性的成果，為5G天線提供了技術參考。
