《基於新型電磁材料的寬頻小型化天線研究》是依託西南交通大學，由馮全源擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於新型電磁材料的寬頻小型化天線研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：馮全源
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
由於無線通信技術的發展和市場的需求，各種無線設備的體積越來越小，工作頻段越來越多，功能越來越複雜，天線是所有無線通信系統的入口和出口，其性能的優劣對整個系統的性能有著重要的影響。如何實現天線的小型化和寬頻寬是天線研究的熱點和難點，本項目將對基於新型電磁材料的寬頻小型化天線系統進行研究。（1）通過離子取代製備出新型電磁材料，並對其微結構開展研究，同時建立其等效模型；（2）對新型電磁材料的電磁參數同天線參數的關係進行探索性研究，並結合智慧型最佳化算法設計出寬頻、小型化、高性能的新型天線；（3）深入了解天線工作的物理機制，獲得天線內部電磁場以及表面電流分布規律，並用其描述天線的電氣特性和輻射特性。分析天線性能隨天線各個參數的變化規律，合理調整天線的各項參數實現天線的最佳化設計，以新型電磁材料為介質來設計天線，對天線的饋電、匹配、控制方式、建模和最佳化算法等開展研究。
結題摘要
由於無線通信技術的發展和市場的需求，各種無線設備的體積越來越小，工作頻段越來越多，功能越來越複雜，如何實現天線的小型化和寬頻寬是天線研究的熱點和難點，本項目對基於新型電磁材料的寬頻小型化天線系統進行研究。（1）對新型電磁材料的電磁參數同天線參數的關係進行探索性研究，設計出寬頻、小型化、高性能的新型天線；（2）深入了解天線工作的物理機制，獲得天線內部電磁場以及表面電流分布規律，以新型電磁材料為介質來設計天線，對天線的饋電、匹配、控制方式等開展研究。 該項目按照計畫要求順利進行，並取得了很好的結果。研究人員完全穩定， 項目進展順利， 並取得了豐碩的成果。（1）提出了利用非對稱共面波導結構實現新型超材料天線。（2）提出了有效拓寬頻寬和效率的方法,形成了一套寬頻高效率超材料天線理論，破處了傳統超材料天線頻寬窄，效率低的缺點；（3）提出利用諧振環來增加新諧振點的方法，實現了有效的頻寬提升，使其有效相對頻寬增至40.2%。 同時該天線採用非對稱結構以保證天線的輻射效率；（4）在天線設計中使用混合型的去偶結構，同時引入了正交饋電結構和缺陷地結構，從而實現了增強的隔離度，並實現了天線的小型化和寬頻化。 該項目共發表學術論文50篇，其中SCI、EI收錄42篇，基金標註率為100%，授權發明專利3項，項目負責人馮全源教授在全國微波會議上做了“基於新型電磁材料的寬頻小型化天線研究”的特邀報告。該項目培養博士研究生7名，碩士研究生15名，有18名研究生獲得國家獎學金，獲四川省優秀博士論文1篇，優秀碩士論文1篇，同新加坡南洋理工大學、加拿大蒙特婁大學聯合培養博士研究生二名。分別派遣了3位青年教師到美國賓夕法尼亞州立、美國德州農工大學和美國史丹福大學做了短期訪問。邀請了美國北依阿華大學終身教職副教授聶宏博士進行了3天的學術交流，並邀請了美國亞利桑那大學辛浩教授來西南交通大學進行4天學術訪問和交流。
