共享孔径的设计方法_ACT_电子_ANSA_通信

共享孔径的设计方法

孔径共享方法是一种在多任务系统中提高资源利用效率的关键技术，尤其在雷达、通信、电子战等领域有广泛应用。

J. F. Zhang等在以较低频率工作的贴片天线的顶部引入了一个具有较高工作频率的缝隙阵列。L. Y. Feng等通过将微波单极子模式引入毫米波平面八木宇田天线，实现了具有大频率比的单馈双频天线。G. Yang 等通过Luneburg len模式和贴片模式在同一个光圈中共同设计。

但是，这些类型天线的大多数示例产生的带宽和增益有限。

3、通过设计具有双频带响应的超表面来实现高增益共孔径天线。

J. Zhu等将部分反射表面（PRS）和菲涅耳带板透镜杂化在一起，升级为一种复合超表面，同时作为sub-6 GHz FPC天线和毫米波FZP透镜的PRS，双频互干扰小。这些天线中的大多数都是线性双极化的。

孔径共享设计的概念、意义以及未来发展

孔径共享，在天线设计中，指的是多个天线或天线阵列共享同一个物理孔径。

这种方法有助于减小天线系统的总体积和重量，同时提高系统的多功能性和集成度。它对于提高天线系统的性能、降低成本以及满足现代通信系统对小型化、多功能化的需求具有重要意义。

尽管孔径共享技术在天线设计中具有显著的优势，但仍面临一些挑战。

例如，如何优化孔径共享算法以提高系统的性能和精度；如何降低孔径共享带来的干扰和噪声；以及如何实现更高效的孔径利用和多功能集成等。

未来，随着材料科学、微电子技术以及计算技术的不断发展，孔径共享技术有望在天线设计中实现更广泛的应用和更深入的发展。

参考文献

[1] Z. -G. Liu, R. -J. Yin and W. -B. Lu, "A Novel Dual-Band Shared-Aperture Antenna Based on Folded Reflectarray and Fabry–Perot Cavity," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 70, no. 11, pp. 11177-11182, Nov. 2022, doi: 10.1109/TAP.2022.3195552.

[2] Q. -Y. Guo, P. Chen, M. Liang, G. -H. Sun and G. -B. Wu, "A High-Gain Aperture-Shared Dual-Band Circularly Polarized Antenna Using Polarizer Integrated Dual-Functional Surface," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 72, no. 9, pp. 6886-6896, Sept. 2024, doi: 10.1109/TAP.2024.3420123.

来源：微波工程仿真

磁电偶极子

磁电偶极子天线是一种在无线通信中广泛应用的天线类型，其结合了电偶极子和磁偶极子的特性，以实现更稳定的辐射性能和更宽的阻抗带宽。目录工作原理发展与现状参考文献 ME dipoleAs shown below👇磁电偶极子原理磁电偶极子天线是将电偶极子和磁偶极子组合在一个天线单元内的天线。通过辐射方向图的互补，磁电偶极子天线能够实现稳定的辐射性能。磁电偶极子天线的工作原理基于电磁波的辐射特性。当电流通过电极时，电极上的电场会产生磁场，从而形成一个磁电偶极子。这个磁电偶极子能够将电流转换为辐射电磁波，实现无线通信。特点与优势宽阻抗带宽：磁电偶极子天线具有较宽的阻抗带宽，这意味着它可以在更宽的频率范围内保持稳定的性能。高增益：由于电偶极子和磁偶极子的互补作用，磁电偶极子天线通常具有较高的增益，有助于提升通信质量。稳定的辐射方向图：磁电偶极子天线的辐射方向图较为稳定，有助于实现更可靠的通信。低交叉极化：磁电偶极子天线在辐射过程中产生的交叉极化较低，有助于减少信号干扰。高前后比：磁电偶极子天线在前后方向上的辐射强度差异较大，有助于减少后向辐射对通信的干扰。磁电偶极子发展1954年，Clavin 提出了互补天线的概念。根据该概念，通过同时激励电偶极子和磁偶极子，开发的天线实现了相等E-和H- 平面辐射模式。这种设计的另一个重要优点是可以加强前辐射，可以抵消后辐射，从而获得出色的前后比。由 Luk 等人于 2006 年，通过应用这一概念，提出了一款宽带阻抗带宽为 43.8% 的互补天线（SWR≤1.5），称为磁电偶极子（ME 偶极子）。在2010s，K. M. Luk等，通过折叠垂直短路的贴片、使用超材料等手段降低剖面的磁电偶极子天线。2020年至今，许多课题组已经通过，加载材料、平面打印、加载siw结构等手段继续降低剖面，并在高增益、宽带、辐射方向图等方面进行了进一步的研究。参考文献 [1] A. Chlavin, "A new antenna feed having equal E -and H-plane patterns," in Transactions of the IRE Professional Group on Antennas and Propagation, vol. 2, no. 3, pp. 113-119, July 1954, doi: 10.1109/T-AP.1954.27983.[2] K. M. Luk and H. Wong, "A new wideband unidirectional antenna element", Int. J. Microw. Opt. Technol., vol. 1, no. 1, pp. 35-44, Jun. 2006.[3] R. Xu and Z. Shen, "Wideband Ferrite-Loaded Bow-Tie Antenna of Extremely Low-Profile," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 70, no. 12, pp. 11401-11409, Dec. 2022, doi: 10.1109/TAP.2022.3209706.[4] Z. Qian, Y. Zhao, X. Liu, L. Ge and J. Mao, "A Novel Filter in Antenna (FiA) With Compact Size and High Performance," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 72, no. 7, pp. 5550-5559, July 2024, doi: 10.1109/TAP.2024.3401477. 来源：微波工程仿真

共享孔径的设计方法

目录

实现孔径共享天线的3种方法，

1、在低频天线的孔径内加入高频辐射孔径。

例如，Y.-X. Sun等人在较高频段工作的偶极子天线加入电磁偶极子的中心槽中，形成用于 5G 应用的紧凑型双微波/毫米波天线。该方法中，由于尺寸相对较小，高频天线在低频下对天线性能没有影响。

然而，由于增益有限，上述这些设计几乎不能应用于毫米波频谱。

2、将一种天线模式实现到另一种具有孔径共享结构的天线中。