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基于信息超表面设计理念的一种平面4比特可重构天线阵列 Article

汪正兴, 杨汉卿, 邵睿文, 武军伟, 刘国标, 翟峰, 程强, 崔铁军

《工程（英文）》 2022年第17卷第10期页码 64-74 doi: 10.1016/j.eng.2022.03.019

摘要： p>受信息超表面设计理念即数字编码概念的启发，一种具有0.15λ₀（λ₀为波长）低剖面的平面4比特可重构天线阵列被提出这个阵列是基于由1比特磁电偶极子和小型化反射式移相器组成的数字编码辐射单元组成。通过对两个对称馈电端口单独馈电，所提出的1比特磁电偶极子能够在宽带范围内提供“0”和“1”两种数字状态。为了实现低副瓣水平，一个基于泰勒线源方法的1:16功分器被用来给阵列馈电。我们加工并测试了所提出的4比特天线阵列样机，实验结果与仿真结果吻合很好。由于阵列卓越的性能，它在雷达和通信系统中将有重要的应用前景。

关键词： 4比特可重构天线阵列信息超表面数字编码方法低副瓣低剖面

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用于5.8 GHz WBAN应用的方向图可重构天线阵列

杨凌升,王斌,李雅洁

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第9期页码 1357-1365 doi: 10.1631/FITEE.2200542

摘要：本文提出一种适用于5.8 GHz WBAN应用的方向图可重构天线阵列。天线阵列由辐射组件和控制网络组件组成。辐射组件包括4个平面F型天线，它们位于上层的4个角上，彼此逆时针旋转90°。控制网络组件位于底层，包括一个4端口可控网络。我们测量了阵列安装在人体或前臂假体上时的阻抗带宽、辐射模式和增益，实验结果与仿真结果一致。同时仿真了两种辐射模式下的电磁波吸收比值（SAR）和波束切换能力，以确保该阵列的实用性。

关键词：无线体域网方向图可重构 PIN二极管控制网络比吸收率

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极化可编程阵列天线 Article

陈定昭, 刘颜回, 李明, 郭攀, 曾卓, 胡俊, Y. Jay Guo

《工程（英文）》 2022年第16卷第9期页码 100-114 doi: 10.1016/j.eng.2022.03.015

摘要：

可重构天线技术是未来无线通信和传感系统中的一项重要的技术。众所周知，采用线极化（LP）可重构天线作为通信单元，可以从一组LP状态中选择更优的极化状态，从而提高通信链路的质量。本文提出了极化可编程的可重构天线阵列新概念，该阵列由多个具有有限极化数目的可重构天线单元组成。通过对所有的阵列单元的极化状态进行编程并采用一个新的优化策略对极化状态进行优化，证明了该阵列可以在矢量方向图中实现任意期望的LP，同时精确控制副瓣和交叉极化电平（XPL），从而完美匹配所需的通信信号的极化

关键词：阵列天线极化可编程天线可重构天线

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用于5G的毫米波宽角扫描天线 Article

Raj Mittra, Abdelkhalek Nasri, Ravi Kumar Arya

《工程（英文）》 2022年第11卷第4期页码 60-73 doi: 10.1016/j.eng.2021.10.017

摘要：首先，介绍了低剖面天线阵列设计，包括固定波束和仅在一个平面上扫描波束的两种设计类型。随后，介绍了具有二维（2D）扫描能力的阵列系统，该系统对于大多数5G应用而言具有重要意义。接下来，在本文的主体部分，讨论了两种不同的扫描阵列设计策略，这两种策略都规避了用传统移相器来实现波束扫描。在此背景下，本文提出了两种不同的天线系统，这两种天线系统在毫米波范围内具有理想的2D扫描性能。第一种天线系统是龙伯透镜，该透镜由2D波导阵列或微带贴片天线阵列激励，以实现2D扫描能力。第二种天线系统是相控阵设计，该设计采用可切换的PIN二极管或变容二极管取代传统移相器，并将二极管插入波导中的辐射槽之间，从而为扫描提供所需的相移。最后，讨论了几种通过修改传统阵列配置来提高阵列增益的方法。本文还介绍了通过使用可重构的超表面类型的面板来实现一维（1D）和2D扫描的新技术。

关键词：龙伯透镜扫描阵列毫米波天线可切换移相器可重构超表面

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使用猫群算法优化线性天线阵列的最佳阵因子辐射方向图：电磁仿真验证 Article

Gopi RAM, Durbadal MANDAL, Sakti Prasad GHOSHAL, Rajib KAR

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第4期页码 570-577 doi: 10.1631/FITEE.1500371

摘要：本研究进行了微带贴片天线线性阵列的优化设计。通过猫群算法（Cat swarm optimization, CSO）优化天线阵列辐射方向图的各控制参数。通过优化每个单元的激励电流权重和阵元间隙获得各向同性天线单元阵列的最佳辐射方向图。以12、16和20单元的天线阵列为例，运用MATLAB进行阵列优化设计，采用CST-MWS对设计结果进行仿真验证。由仿真结果可见，CSO能给出微带贴片天线线性阵列的最优设计。

关键词：贴片天线；线性天线阵列；猫群优化（CSO）；旁瓣水平（SLL）

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滤波天线：从创新概念到工业应用 Review Articles

Yun-fei CAO, Yao ZHANG, Xiu-yin ZHANG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第1期页码 116-127 doi: 10.1631/FITEE.1900474

摘要：滤波天线兼具滤波和辐射功能，可用于减少不同频带、距离较近的天线单元间的异频耦合。本文回顾论文作者提出的几款滤波天线和3个相关的双频基站天线阵列作为应用示例。滤波天线设计包括单极化和双极化滤波贴片天线、单极化全向滤波偶极子天线及用于基站的双极化滤波偶极子天线。不同于其他天线，本文中的滤波天线是具有消除多余滤波电路的创新概念。基于提出的滤波天线，已开发出单极化和双极化双频天线阵列。利用滤波天线自身的频率选择功能，可有效降低不同频段天线单元间的异频互耦。相比于典型工业产品，双频阵列性能更佳。一些提出的技术已实现产业化应用。

关键词：滤波天线；双频；天线阵列

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毫米波系统中的通信定位一体化技术

杨杰1,徐靖1,李潇1,金石1,高波2,3

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第4期页码 457-470 doi: 10.1631/FITEE.2000505

摘要：未来的移动通信系统显然正朝着更加智能化和软件可重新配置的方向发展，它可以提供万物互联能力，并且能感知、控制和优化无线环境。因此，通过利用毫米波的高定向传输特性来整合通信与定位是一个很有前景的方法。本文解释了毫米波系统中的通信定位一体化技术，该技术共享同一套硬件架构和算法体系；阐述了基于超大规模天线阵列和模型驱动神经网络的通信定位一体化技术；并为定位辅助的毫米微波通信提出全面的指导。（1）基于超大天线阵的定位随着天线维度逐渐上升，天线阵列辐射的近场区的距离也逐渐增大，因此用户和重要的散射体就更可能会被定位在阵列的近场区。基于球面波的大均匀线性阵列的标准响应模型，允许使用新参数表征路径，即在平面波的假设之下，除了常规参数之外，源和参考点之间的距离也可以用来表征路径。因此，近场效应有利于用波前曲率共同估计源的距离和方向。

关键词：毫米波；通信定位一体化；位置辅助通信；超大规模天线阵列；可重构智能表面；人工智能；神经网络

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高精度太赫兹异频回溯天线阵列 Correspondence

Zhong-bo ZHU, Wei-dong HU, Tao QIN, Sheng LI, Xiao-jun LI, Jiang-jie ZENG, Xian-qi LIN, Leo P. LIGTHART

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第3期页码 377-383 doi: 10.1631/FITEE.1900581

摘要：本文报道的太赫兹波束回溯天线阵列可为灵活捷变的波束跟踪提供良好解决方案。该天线阵列接收40 GHz的导频信号，回溯波束传输的信号是120 GHz。仿真结果表明文中所述具有三明治堆叠结构的天线阵列可成功实现入射波的回溯功能。天线辐射方向图显示该天线阵列在20°入射波条件下，其回溯波束在19.9°位置处，增益为23.87 dB，回溯方向相对误差仅为0.5%。这意味着在5 km传输距离下，水平误差仅为8.7 m。

关键词：太赫兹；回溯天线阵列；太赫兹通信；共轭混频

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适用于60 GHz应用的新型宽带高效毫米波天线阵列分析和设计 Research Articles

Kai-lai WU, Yuan YAO, Xiao-he CHENG, Jun-sheng YU, Tao YU, Xiao-dong CHEN

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第1期页码 128-143 doi: 10.1631/FITEE.1900461

摘要：提出一种适用于60 GHz应用且具有灵活设计的毫米波天线阵列。通过简单地改变天线阵列的辐射部分，可将天线阵列调整为线极化或圆极化。通过采用低插入损耗馈电网络和宽带天线单元，可实现高增益、宽带和高辐射效率特性。对于线性极化天线阵列，仿真结果表明，2×2天线子阵列的阻抗带宽达到21.6%，最大增益达到15.1 dBi，并且在工作带宽内波动小于0.4 dBi。对于8×8线极化天线阵列，仿真结果显示带宽为21.6%，增益为（26.1±1） dBi，天线效率超过80%。对于8×8圆极化天线阵列，仿真结果表明，阻抗带宽为18.2%，轴比（AR）带宽为13.3%。同时进行了天线阵列实物加工测试，并比较和分析结果。

关键词： 60 GHz；天线阵列；线极化；圆极化；毫米波

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一种低剖面双极化可编程双波束扫描天线阵列 Perspective

朱世超,宁远帆,褚宏波,肖培,李高升

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第10期页码 1504-1512 doi: 10.1631/FITEE.2300253

摘要：提出一种基于全息控制理论的低剖面双极化双波束扫描天线阵列。巧妙设计辐射单元，以通过控制集成在每个单元上的PIN二极管的状态实现可重构极化和辐射相位调制。将一个72通道的串并联等幅同相馈电网络与辐射阵列集成，实现阵列的低剖面特性。通过设计直流偏置电路，利用单片机对天线阵列数字编码，实现波束的二维动态精确偏转。加工制作了一个2单元子阵列和一个6×12阵列，并对该天线系统的数字可控辐射方向图特性进行实验验证。该天线系统可以在11 GHz实现−30°至30°的波束扫描，步进扫描角为5°。该天线系统具有体积小、成本低、易于集成、波束控制准确等特点，在雷达系统、智能天线等领域具有广阔的应用前景。

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一种应用于目标检测和跟踪的和差波束扫描的双周期漏波天线阵列 Research Article

黄棉烽1,2,刘菊华1,2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第4期页码 567-581 doi: 10.1631/FITEE.2200473

摘要：本文提出一种两个基片集成波导（SIW）周期性漏波天线（LWA）组成的天线阵列，该阵列具有和差波束扫描功能，可应用于目标检测和跟踪。阵列由两个具有不同周期的漏波天线组成，其中每个漏波天线通过n=-1空间谐波辐射产生窄波束。这两个漏波天线因为具有不同的周期所以可产生两个不同方向的波束。当对阵列进行同相馈电时，这两个波束将组合成和波束；当对阵列进行反相馈电时，两个波束则组合成差波束。我们设计了集成180°混合网络的阵列，并对其加工与实测。实测结果显示阵列的和波束增益最高可达15.9 dBi，和波束扫描范围为-33.4°至20.8°。在扫描范围内，差波束中的零点方向与和波束的辐射方向角一致，最低的零点深度为-40.8 dB。实测结果表明该天线阵列具有优异的性能，能够为目标检测和跟踪应用提供一种低复杂度和低成本的替代解决方案。

关键词：天线；漏波天线（LWA）；基片集成波导（SIW）；和差波束；目标检测和跟踪

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可重构路由器研究的现状与展望

李玉峰,邱菡,兰巨龙

《中国工程科学》 2008年第10卷第7期页码 82-89

摘要：实时电路重构技术利用可编程器件可多次重复配置逻辑状态的特性，能够在系统运行时根据需要动态地改变系统的电路结构，利用可重构技术实现的路由器能够支持新业务模块的硬件电路在芯片内动态加载，同时又不影响其他功能模块的正常运行在介绍可重构技术的基本概念和支撑器件的当前发展概况后，对以往的可重构路由器技术和当前的研究现状进行了总结，并从构建可重构网络的角度分析了进一步的研究方向。

关键词：可重构路由器可重构网络可编程器件互联网

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多天线系统的互耦抑制 Review

Jia-yin GUO, Feng LIU, Guo-dong JING, Lu-yu ZHAO, Ying-zeng YIN, Guan-long HUANG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第3期页码 366-376 doi: 10.1631/FITEE.1900490

摘要：多频带多天线系统已成为移动通信系统发展的重要趋势。但是，由于空间较小，天线单元之间往往会发生较强互耦，从而损坏阵列天线的性能。因此，在多输入多输出（MIMO）天线系统中，人们一直追求在天线阵列小型化的基础上，实现较高的隔离度。本文深入研究天线单元间的去耦方法，分析互耦原因及耦合减少的优势。然后，比较分析近期提出的解耦方法。最后，提出由双层短截线组成的超表面结构，以改善沿H面和E面排列的天线的端口隔离。结果表明，所提超表面对紧密放置的天线阵列具有良好去耦效果。

关键词：互耦；多输入多输出；天线阵列；超表面；去耦

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5G演进推动天线系统创新 Correspondences

Feng GAO, Peng GAO, Wen-tao ZHU, Chen-xi ZHANG, Xian-kun MENG, Run-hong SHAN

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第1期页码 188-194 doi: 10.1631/FITEE.1900561

摘要：介绍第一代（1G）到第五代（5G）移动通信系统及其天线系统的基本概念、背景和发展历程。阐明5G组网和天线系统优化要求，并介绍三维阵列天线基本原理。提出大规模多输入多输出（MIMO）天线阵列权值优化方法，并进行仿真验证。最后，提出解决5G天线系统功耗问题的几点建议。

关键词：第五代通信系统（5G）；大规模多输入多输出（MIMO）天线阵列；功耗；权值优化

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基于遗传算法的单脉冲阵列天线优化

王宏建,高本庆,刘瑞祥

《中国工程科学》 2002年第4卷第5期页码 84-87

摘要：

采用遗传算法来优化单脉冲阵列天线的和、差方向图和方向性系数。在天线阵综合时，若不考虑差方向图和方向性系数的影响，所进行的方向图优化仅仅显示出和方向图的特性，对单脉冲阵列天线追踪目标的精度和作用距离没有保证。而在天线阵综合时兼顾和、差方向图以及方向性系数的优化，既可使得天线能发现目标，并使天线能准确对目标实施准确角跟踪，提髙雷达的跟踪和作战性能。

关键词：单脉冲阵列天线遗传算法方向图方向性系数