具有极化可重构性的宽带介质谐振器天线

本文讨论的是一项关于介质谐振器天线（Dielectric Resonator Antenna，简称DRA）的研究，特别是在宽带应用中具备极化可重构性的天线设计。在这项研究中，作者提出了一个新型的宽带极化可重构介质谐振器天线，并详细描述了其设计方法和工作原理。 介质谐振器天线是一种利用介质材料的谐振效应来工作的天线，它具有低Q因子、高辐射效率和易于激发多种模式等优点。与传统的金属导体天线相比，DRA不需要使用金属导体，从而可以减少由于金属损耗造成的辐射效率降低问题。此外，DRA的宽带特性使其在无线通信系统中极具应用前景。 极化可重构性是无线通信中的一个重要特性，它允许天线改变其电磁波辐射的极化方式，从而满足不同通信场景的需要。在多功能无线通信系统中，频率可调、极化可重构和辐射模式可重构的天线系统被认为是满足复杂系统需求的关键技术。 在本研究中，作者提出了一个包含极化可重构性的宽带介质谐振器天线的设计。该天线仅需要五个P-I-N二极管即可实现重构，且重构电路与介质谐振器之间通过接地平面隔离开来，这使得天线结构相对简单。通过结合DRA模式和加载有十字缝隙的DRA模式的两个谐振频率，该天线能够实现较宽的频带宽度。 在所提出的天线设计中，通过计算机仿真结果表明，天线可以实现16%的3dB轴比带宽用于圆极化状态，19%的阻抗带宽用于线极化状态，并且交叉极化水平优于25dB，峰值增益可达7dB，适用于所有状态。这些性能参数对于宽带极化可重构天线设计来说非常重要，因为它们直接关系到通信系统性能的优劣。 极化可重构天线的研究主要包括多种技术来开发基于DRA的可重构天线。其中，模式可重构天线设计允许电控地在平面上和锥形全向模式之间切换；频率可调的DRA设计可以覆盖不同的频率段；极化多样性设计则广泛应用于不同的天线设计中，并吸引了大量关注。 本文介绍的宽带介质谐振器天线通过结构上的创新和设计上的优化，成功实现了一种既简单又高效的极化可重构天线。这项研究为未来的多功能无线通信系统提供了一种具有先进特性的天线解决方案，并为介质谐振器天线的设计和应用开拓了新的方向。