《基於特徵模理論的平台集成天線實現方法研究》是依託大連理工大學,由李慧擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於特徵模理論的平台集成天線實現方法研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李慧
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
探索高集成度、高性能的集成平台天線方案以應對日益複雜的電磁環境和通信需求，是無線通信領域天線發展的緊迫任務和瓶頸問題。本項目著眼於電磁領域熱點之一的特徵模理論，利用集成平台的固有模式和電磁特性，以天線為耦合饋源，實現平台集成天線的高集成度、小型化和優良輻射性能的共贏，揭示基於特徵模理論的計算機輔助的平台集成天線研究的一般性原理。重點包括：建立平台集成天線目標方向圖的理論模式群，確定模式係數，完成理論方向圖綜合；實現計算機輔助的饋源最佳化布置，探索高集成度饋源天線設計方法，物理實現理論模式群，並通過三維全波仿真和實驗進行驗證；探索基於模式抑制和重塑的方向圖可重構方法，實現兩目標方向圖的切換，增強平台天線適應複雜電磁環境的能力。本項目從模式理論的角度，為平台集成天線的研究提供了嶄新的思路，該項目的成功實施將顯著提高軍用、民用等平台集成天線的綜合性能。
結題摘要
集成平台天線的性能及其對複雜電磁環境的適應性極大程度決定了民用和軍用通信鏈路的速率和穩定性。本項目主要研究探索高集成度、高性能的集成平台天線方案，利用集成平台的固有模式和電磁特性，以天線為耦合饋源，實現了平台集成天線的高集成度、小型化和優良輻射性能的共贏。本項目的主要創新性貢獻包括:（1）本項目利用集成平台自身的輻射特性來設計平台集成天線，將平台有效利用，實現了高集成度、高性能的集成平台天線，包括艦船平台天線、可穿戴平台集成天線、射頻識別集成天線等，高效地完成了整個系統的輻射目標；（2）本項目提出一套科學的、系統的集成平台天線的構造方案，遵循“理論分析—數值計算—仿真驗證—樣品測試”的科學方法，避免了以試錯為主的研究手段以及天線設計針對特定平台的特點，方法具有很好的通用性和可遷移性；（3）本項目有效地將計算機輔助的一維結構的特徵模最佳化算法延伸並套用至二維結構和三維結構，利用L1和L2壓縮感知算法，提出了泛化、可量化的天線饋電方案，對天線設計具有普遍意義；（4）基於模式理論，本項目設計了兩種方向可重構的天線系統，實現了方向圖在天頂輻射方向和水平全向輻射之間的切換，不同方向圖之間的相關性係數小於0.1，並且在此基礎上構建了多輸入多輸出天線，在不同的環境下，包括自由空間、室內環境、室外環境均可達到較好的性能。在本項目的資助下，課題組共發表學術論文17篇，其中SCI檢索論文13篇、EI 檢索國際旗艦會議論文4篇；獲批１項省部級縱向項目；獲得１項企業合作項目；申請4項國內發明專利。培養博士研究生2名，碩士研究生4名，均已順利畢業。本項目從模式理論的角度，為平台集成天線的研究提供了嶄新的思路，為提高提高軍用、民用等平台集成天線的綜合性能提供儲備。
