人工表面等离激元驱动的高增益多波束切换天线设计

本文主要探讨了基于人工表面等离激元的多波束切换天线的设计与实现。人工表面等离激元是一种新兴的电磁现象，它在光和无线通信领域展现出巨大的潜力，特别是在天线设计中，能够实现超薄、高效率和多功能性。论文的创新点在于提出了一种新颖的架构，即六个相同的端射天线围绕同一圆心以60度的间隔排列，这样每个天线都能通过其内部的馈源单极子、反射器以及特殊的开口谐振环结构来产生和控制等离激元效应。 端射天线的设计使得整个系统能够在9至10.8 GHz的频段内实现波束切换功能，这意味着天线可以在不同的频率下聚焦或扩散能量，从而形成多个独立的辐射方向。这种波束切换能力对于无线通信中的多用户接入、频谱管理和空间分集等应用具有显著优势，能够提高通信系统的容量和抗干扰性能。此外，天线还表现出高增益特性，平均峰值增益达到了19.3 dBi，这在小型化和高效率的设计中是极为关键的。 研究者们通过详细的仿真分析和实际测试验证了这一设计方案的有效性和可行性。他们利用计算机模拟技术对天线的性能进行了细致的评估，包括辐射模式、增益分布和频带特性等。这些结果表明，基于人工表面等离激元的多波束切换天线不仅具有理论上的理论支持，而且在实际应用中也展现出了良好的性能。 这篇论文不仅为天线工程领域提供了一个创新的设计思路，也为未来在无线通信设备中集成更高性能、更小尺寸的天线技术指明了方向。通过进一步优化等离激元结构参数和天线布局，这类天线有可能推动5G、6G等新一代通信技术的发展，促进无线通信系统的高效、智能化和绿色化。