可重构线天线的快速优化设计
新型可重构RF—MEMS天线的设计
宽带圆极化天线及可重构天线研究与设计
宽带圆极化天线及可重构天线研究与设计一、本文概述随着无线通信技术的飞速发展和广泛应用，天线作为无线通信系统的重要组成部分，其性能优化和设计创新一直是研究的热点。
本文致力于探讨宽带圆极化天线及可重构天线的研究与设计，旨在提高天线在复杂电磁环境中的性能稳定性和适应性。
宽带圆极化天线因其具有宽频带、圆极化波等特性，在卫星通信、雷达探测等领域具有广泛的应用前景。
本文将深入研究宽带圆极化天线的基本原理和设计方法，分析影响其性能的关键因素，并提出相应的优化策略。
可重构天线作为一种新型天线技术，具有灵活可变、适应性强等特点，在认知无线电、智能通信等领域展现出巨大的潜力。
本文将详细阐述可重构天线的工作原理和实现方式，探讨其在不同应用场景下的性能表现和应用前景。
本文将结合具体案例，详细分析宽带圆极化天线和可重构天线的实际设计过程，包括天线结构的选择、参数的优化、性能的仿真验证等。
通过本文的研究，期望能够为天线设计的理论研究和实际应用提供有益的参考和借鉴。
二、宽带圆极化天线的基本理论圆极化天线是一种特殊的天线类型，其辐射的电磁波电场矢量或磁场矢量的端点随时间沿圆形或椭圆形的轨迹移动。
这种特性使得圆极化天线在无线通信系统中具有广泛的应用，特别是在存在多径效应和法拉第旋转的环境中。
宽带圆极化天线则是指其工作带宽较宽的天线，能够满足现代无线通信系统对宽带和圆极化的双重需求。
圆极化波可以分为左旋圆极化（LHCP）和右旋圆极化（RHCP）两种。
这两种极化方式的主要区别在于电场矢量或磁场矢量的旋转方向。
在自由空间中，圆极化波的传播不受天线极化的影响，因此具有较好的抗多径效应和法拉第旋转的能力。
宽带圆极化天线需要满足两个主要条件：一是具有较宽的工作带宽，二是其辐射的电磁波应为圆极化波。
为了实现宽带圆极化，天线的设计需要考虑到阻抗匹配、轴比、增益等多个因素。
设计宽带圆极化天线的方法多种多样，包括加载寄生元件、采用特殊馈电结构、使用多层结构等。
可重构系统的设计与优化
可重构系统的设计与优化一、可重构系统的概念可重构系统是一种具有高度灵活性和扩展性的计算机系统，在工作时能够根据具体的需要进行重构和重新配置，以满足不同的应用需求。
可重构系统具有以下几方面的优点。
1. 灵活性高：可重构系统能够根据工作需要进行重构和重新配置，从而实现复杂的运算和处理，适应不同的应用环境。
2. 可扩展性强：可重构系统支持扩展和升级，能够通过增加硬件资源和软件配置，提高系统性能和处理速度。
3. 运算效率高：可重构系统采用专用的硬件和软件结构，支持高效的运算和处理，加速数据传输和处理速度。
二、可重构系统的组成可重构系统由三个主要部分组成，包括可编程逻辑芯片（PLD）、可重构硬件系统（RHS）和可编程软件系统（PSW）。
1. 可编程逻辑芯片：PLD是可重构系统的核心部件，它能够根据需要被编程为执行特定的功能，例如逻辑运算、状态机控制、数据通路等等。
2. 可重构硬件系统：RHS是可重构系统的硬件组成部分，它由一系列可编程的逻辑单元和内部总线组成，用于实现具体的计算和处理任务。
3. 可编程软件系统：PSW是可重构系统的软件组成部分，它提供了操作系统、编译器、调试器和其他软件工具，用于配置和管理可重构系统的硬件和软件资源。
三、可重构系统的设计与优化可重构系统的设计和优化需要考虑以下几个方面。
1. 系统架构设计：可重构系统的架构设计需要根据应用需求和目标性能来选择适当的硬件和软件组件，确定硬件架构和系统结构。
2. 编程语言和系统软件：可重构系统的编程语言和系统软件需要选取适合具体应用的编程语言和工具，如Verilog、VHDL、C/C++等，确保编程效率和代码质量。
3. 优化算法和数据结构：可重构系统的优化算法和数据结构需要根据问题性质和数据特征进行优化设计，提高系统运算效率和处理速度。
4. 系统调试和测试：可重构系统的调试和测试需要进行全面、有效的测试和调试工作，包括系统级测试、模块测试和集成测试等。
电磁仿真与加工测试结合的可重构天线创新实验设计
ＩＳＳＮ１００６－７１６７ＣＮ３１－１７０７／ＴＲＥＳＥＡＲＣＨＡＮＤＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮＩＮＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ 第４０卷第１期 Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．１２０２１年１月Ｊａｎ．２０２１ ＤＯＩ：１０．１９９２７／ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｙｙｔ．２０２１．０１．０２６电磁仿真与加工测试结合的可重构天线创新实验设计刘北佳， 林 澍， 李鸿志， 刘金龙， 邱景辉（哈尔滨工业大学电子与信息工程学院，哈尔滨１５０００１）摘 要：实验教学是培养学生实践能力、创新精神和综合素质不可替代的重要环节。
现有课程实验普遍存在学时少、验证性实验为主、内容陈旧等问题，在一定程度上难以实现个性化培养高质量人才的目标。
探索基于电磁仿真和加工测试结合的可重构天线新实验设计，将科研成果转化为创新实验教学资源，培养学生创新意识、用科研方法解决复杂工程问题的能力。
研究结果将为高校贯彻精英教育理念、培养拔尖创新人才和建设具有“高阶性、创新性、挑战度”的创新实验课程提供借鉴。
关键词：创新实验；电磁仿真；加工测试；可重构天线中图分类号：Ｇ６４２；ＴＮ８２０ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００６－７１６７（２０２０）１２－０１２６－０４ＩｎｎｏｖａｔｉｖｅＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＤｅｓｉｇｎｏｆＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅＡｎｔｅｎｎａＢａｓｅｄｏｎＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＭａｃｈｉｎｉｎｇＴｅｓｔＬＩＵＢｅｉｊｉａ， ＬＩＮＳｈｕ， ＬＩＨｏｎｇｚｈｉ， ＬＩＵＪｉｎｌｏｎｇ， ＱＩＵＪｉｎｇｈｕｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅａｃｈｉｎｇｉｓａｎｉｒｒｅｐｌａｃｅａｂｌｅｐａｒｔｆｏｒｃｕｌｔｉｖａｔｉｎｇｓｔｕｄｅｎｔｓ＇ｐｒａｃｔｉｃａｌａｂｉｌｉｔｙ，ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｓｐｉｒｉｔａｎｄｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｑｕａｌｉｔｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｓｕｃｈａｓｔｈｅｏｕｔｄａｔｅｄｍａｉｎｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｈｅｃｏｎｆｉｒｍａｔｏｒｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗｉｔｈｌｅｓｓｃｌａｓｓｔｉｍｅ，ｔｈｅｓｅｃａｎｎｏｔｇｉｖｅｐｌａｙｔｏｔｈｅｇｏａｌｏｆｐｅｒｓｏｎａｌｉｚｅｄｔｒａｉｎｉｎｇｏｆｈｉｇｈ ｑｕａｌｉｔｙｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｔａｌｅｎｔｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｅｘｐｌｏｒｅｓｔｈｅｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅａｎｔｅｎｎａｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｓｔ，ｃｏｎｖｅｒｔｓｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｉｎｔｏｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅａｃｈｉｎｇｒｅｓｏｕｒｃｅｓｆｏｒａｎｔｅｎｎａｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ，ｉｎｓｐｉｒｅｓｓｔｕｄｅｎｔｓｔｏｃｏｎｄｕｃｔｉｎｎｏｖａｔｉｖｅａｃａｄｅｍｉｃｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅｔｒａｉｎｉｎｇ，ａｎｄｃｕｌｔｉｖａｔｅｓｓｔｕｄｅｎｔｓ’ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｃｏｎｓｃｉｏｕｓｎｅｓｓｉｎｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｒｅｓｅａｒｃｈｍｅｔｈｏｄｓａｎｄａｂｉｌｉｔｙｔｏｓｏｌｖｅｃｏｍｐｌｅｘｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｉｔｍａｙｐｒｏｖｉｄｅａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｃｏｕｒｓｅｏｆｃａｒｒｙｉｎｇｏｕｔｔｈｅｉｄｅａｏｆｅｌｉｔｅｅｄｕｃａｔｉｏｎａｎｄｃｕｌｔｉｖａｔｉｎｇｔｏｐ ｎｏｔｃｈｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｔａｌｅｎｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｍａｃｈｉｎｉｎｇｔｅｓｔ；ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅａｎｔｅｎｎａ收稿日期：２０２０ ０２ ０２基金项目：黑龙江省高等教育教学改革研究项目（ＳＪＧＹ２０１９０１７６）；黑龙江省高等教育教学改革研究项目（ＳＪＧＹ２０１８０１１８）；黑龙江省教育科学“十三五”规划重点课题（ＧＪＢ１３１９０３５）作者简介：刘北佳（１９８８－），女，黑龙江佳木斯人，博士，工程师，主要研究方向为电子信息类实验教学、可重构介质谐振天线和毫米波太赫兹成像技术。
可重构天线研究
可重构天线研究可重构天线研究引言随着无线通信技术的迅速发展，对天线的要求也变得越来越高。
传统的固定式天线无法适应不断变化的通信环境和需求，因此可重构天线的研究和应用成为了一个热门的课题。
本文将介绍可重构天线的概念及其发展进展，并探讨其在通信系统中的应用。
可重构天线的概念可重构天线是指能够根据需求和环境变化而改变其工作频率、方向性、极化特性或尺寸的天线。
传统的固定式天线在设计时需要考虑特定的工作频率和应用场景，无法适应不同频段和不同通信系统的需求。
而可重构天线通过采用可调节的结构和电子元器件，可以在不同频段和通信标准下灵活地调整天线的性能。
可重构天线的发展进展可重构天线的研究起源于上世纪80年代，当时主要关注的是天线阵列的波束调控。
随着无线通信技术的进步和应用需求的增加，可重构天线的研究也得到了迅速发展。
如今，可重构天线不仅可以调整天线的波束形状，还可以调整天线的工作频率、尺寸和极化特性。
可重构天线的工作原理可重构天线实现灵活性的关键在于采用可调节的结构和电子元件。
通常，可重构天线会集成有源元件，如PIN二极管、场效应晶体管和电容等。
通过改变这些元件的状态，可重构天线可以调整工作频率、极化特性和方向性。
此外，可重构天线还可以通过智能算法和自适应控制实现自动调整。
可重构天线在通信系统中的应用可重构天线的灵活性使其在通信系统中的应用得到了广泛关注。
一方面，可重构天线可以提供更大的覆盖范围和增强信号的传输距离，从而提高通信质量。
另一方面，可重构天线可以根据用户需求和通信环境自动调整性能，提供更高的系统容量和更好的连接稳定性。
可重构天线的应用不仅限于移动通信系统，还包括卫星通信、无线传感器网络和雷达系统等。
在卫星通信中，可重构天线可以通过调节波束形状来实现信号的地域定向传输，从而提高通信效率。
在无线传感器网络中，可重构天线可以根据网络拓扑调整天线的方向性，减少功耗和提高节点之间的通信质量。
在雷达系统中，可重构天线可以根据目标距离和速度调整工作频率，实现更精准的目标探测。
可重构天线
其他方法实现频率可重构
通过改变馈电系统的结构来实现频率 的可重构.
可重构 天线
在馈电系统中加人可变电抗或者开关， 改变可变电抗的偏置电压或者开关状态来改 变加载的电抗值或者馈线长度，进而改变天 线的谐振模式，实现频率的可重构.
其他方法实现频率可重构
应用静电场可以改变铁电体材料的相对介电常数，而应 用静磁场可以改变铁氧体材料的相对磁导率。这些相对介 电常数和磁导率的变化会导致天线有效电长度的改变，从 而改变天线的工作频率
可重构 天线
• 变容二极管可控缝隙.
变容二极管可控缝隙是在缝隙中加载变容二极管来实现的，通过改变变 容二极管的偏置电压使其容值发生改变.
开关可控缝隙
上图所示的槽线矩形环频率可重构天线的工作原理是通过开关器件的通断状态 来改变谐振长度的物理尺寸，从而实现天线频率的可调特性。 图1.1（a）中外环的周长确定了较低的频率，而图1.1（b）中内环的周长则确 定较高的频率。 通过仿真软件可得到 两个工作频率分别为 3.0GHz和8.3GHz。在这两个工作频 率下，天线的辐射方向图比较接近
可重构 天线
开关的不同状态组合所对应的工作频率如表1所示 (ABC表示与B相连接的开关闭合，而其他开关断开)， 可以看出:GSM900 , GPS1575 2个频段在3个工作模 式中都没有改变，而通过控制开关状态产生另外3个 频段(GSM1800, PCS1900, UMTS2100 )，实现天线 的频率可重构.文献测量表明，天线的方向图几乎没有 改变，具有稳定的方向性.
理想的方向图可重构天线指的是，在保 持天线其他特性参数不变的情况下对辐 射方向图具有调节能力的天线
方向图可重构天线的设计
可重构 天线
目前，方向图可重构天线具体实现大体有以下几种形式： 1.天线采用多馈电馈电，通过改变各个馈电的相位来改变 天线的辐射方向。 2.采用Yagi阵，在主辐射单元附近的寄生单元中加入开关 或电抗可调器件控制天线的辐射方向。
频率可重构天线技术的研究及应用
频率可重构天线技术的研究及应用近年来，随着物联网、5G、智能终端等领域的发展，对天线技术的要求越来越高。
传统固定频率的天线已经无法满足这些需求，因此频率可重构天线技术逐渐成为研究热点，并被广泛应用于通信领域。
本文将介绍频率可重构天线技术的原理、特点和应用，并展望其未来的发展趋势。
一、频率可重构天线技术的原理频率可重构天线技术是一种能够在不改变天线结构的情况下，通过改变天线的工作频率来实现不同的功能的技术。
其原理主要基于锁相环、PIN二极管和MEMS微机电系统等技术，可以通过控制天线中锁相环、PIN二极管和MEMS微机电系统的工作状态，来实现天线的调频功能。
二、频率可重构天线技术的特点1. 高灵活性：频率可重构天线技术可以在不同的工作频段内切换，具有较高的灵活性，能够适应不同频段下的通信需求。
2. 小型化设计：频率可重构天线技术可以在不改变天线外形的情况下实现多频段天线的功能，有利于天线的小型化设计。
3. 高品质信号传输：频率可重构天线技术可以在不同频段下实现提高信噪比和增强抗干扰能力等效果，从而提高信号传输的质量。
三、频率可重构天线技术的应用1. 通信领域：频率可重构天线技术在通信领域应用广泛，能够应对5G、物联网、智能终端等领域的需求。
例如，频率可重构天线技术可以实现多频段移动通信，减少天线的体积和功耗，提高通信质量等。
2. 航空航天领域：频率可重构天线技术在航空航天领域也有广泛的应用。
例如，频率可重构天线技术可以实现多频段的GPS导航功能，提高卫星导航系统的性能和可用性。
3. 军事领域：频率可重构天线技术在军事领域应用广泛，能够实现多频段的雷达探测和电子对抗功能，提高军事通信和电子战的能力。
四、未来发展趋势频率可重构天线技术是一项新兴的技术，在未来有着广阔的应用前景。
未来，频率可重构天线技术将在以下几个方面得到进一步的发展：1. 天线小型化设计：随着技术的发展，频率可重构天线将更加小型化，适用于更多的场景和设备。
可重构天线研究综述
率 可重构 天线 ， 图 １所 示． 天线 的 Ｖ形 缝 隙 中 如 在
加 载 了一个 开关 ， 过控制 开关 的通 断可 以重构 天 通
线 的频 率 ． 当开 关 断 开 时 ， 天线 贴 片 表 面 的 电流 绕 过 Ｖ形缝 隙流动 ， 有效 电长 度相 对 较 长 ， 生较 低 产 的工作 频率 ； 当开 关 闭 合 时 ， 片表 面 的部 分 电 流 贴
线按照其 功能可以分为频率可重构天线 、 向图可重构天线 、 方 极化 可重构 天线 以及 混合 可重构 天线． 对近年来 国内外 关于
可重构天线 的主要研究成果进行 了总结 ， 分析 了各种功能 的可 重构 天线的设计 方法 ． 在此 基础 上 ， 可重构 天线 的研 究前 对
景进 行 了展 望ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ．
文献 ［ ］ 出 了一 个 简 单 的 开关 可 控缝 隙 频 ６给
径 ， 而改 变天 线 的频率 ， 进 实现 频率 可重 构．
文献 ［ １ 设 计 了一 个频 率 可 重构 的单极 圆形 １］ 贴 片 天线 ， 线 结 构 如 图 ３ ） 天 线 由 ２个 圆 形 贴 天 ａ． 片 组成 ， 面贴片通 过 电容耦 合 的方式 与 中间 的贴 顶 片连接 ， 中间 的贴 片与 同轴 馈 电探 针 连 接 ． 线 含 天 有 １ 可控 短路针 和 ２对可 控短 路壁 ， 对 控制 短路 结
从 开关 直接 流 过 ， 效 电 长度 相 对 较 短 ， 生较 高 有 产 的工 作频 率 ， 从而 实现 了两个 频率 的切 换 ．
构 的通 断改 变天 线 的电流路 径 ， 从而 改变 天线 的工
作频率 ， 天线的工作方式如图３ ） 可以看出， ｂ． 通过 控制合 适 的短路 结构 的通 断 ， 能重构 出 ３个工作 频
可重构线天线的快速优化设计
２０ ０ ７年 ６月
西 安 电子 科 技大 学 学 报 （ 自然 科学 版 ）
ＪＯＵＲＮＡＬ ０Ｆ ＸＩ ＡＮ ＵＮＩ ＤＩ ＶＥＲＳＩ ＴＹ
Ｊｎ ２ ０ ｕ．０７
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ３ １３ ．
第 ３ ４卷
第 ３期
可重构线天线 的快速优化设 计
（ ｙＬ ｂ Ｋｅ ａ ．ｏ ｔ ｎ ａ ｎ ｉｒ ｗａ ｅＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ｆＡｎ ｅ ｎ ｓ ａ ｄ Ｍ ｃ ｏ ｖ ｃ ｎ ｌ ｇ ，Ｘｉｉｎ Ｕｎ ｖ ｄ ａ ｉ．，Ｘｉ ｎ ７ ０ ７ １ ０ １，Ｃｈ ｎ ） ａ ｉａ
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一种频率可重构天线的设计
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｓ ａ ｎ ｏ ｖ ｅ ｌ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ￣ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｏ ｆ ｓ ｙ ｍｍｅ ｔ ｉｃ ｒ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｉ ｆ ｇ ｕ ｒ ａ ｂ ｌ ｅ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｉ ｒ ｐ ｐ ａ ｔ ｃ ｈ ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｎ ａ ．Ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｄ ｓ ｓ ｙ ｍｍｅ ｔ ｉ ｒ ｃ ａ ｌ ｌ ｏ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｌ ｏ ｔ ＰＩ Ｎ ｄ ｉ ｏ ｄ ｅ ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ， ａ ｇ ｏ ｏ ｄ￣ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｉ ｆ ｇ ｕ ｒ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｉ ｓ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ｄ ．Ｔｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
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真 结 果表 明 ， 天 线 可 以很 好 地 工作 在 Ｄ Ｓ Ｃ一１ ８ ０ ０ 、 Ｐ Ｃ Ｓ 一１ ９ ０ ０、 Ｕ ＭＴ Ｓ ３个 频 段 。 且 方 向 图 几 乎 保 持 不 变 此 类 的 可 重 构 天 线 非 常 适 合 于 无 线 通 信 领 域 的 应 用
关 键 词 ：频 率 可 重 构 ： 微 带 贴 片天 线 ： Ｐ Ｉ Ｎ 二 极 管
基于超表面的可重构天线研究与设计
基于超表面的可重构天线研究与设计基于超表面的可重构天线研究与设计摘要：随着无线通信技术的快速发展，天线的设计和性能变得越来越重要。
可重构天线通过使用超表面材料，为天线提供了更高的灵活性和可调节性。
本文基于超表面技术，对可重构天线的研究与设计进行了探讨。
1. 引言无线通信已经成为现代社会不可或缺的一部分，而天线作为无线通信的关键组成部分，对通信质量和性能至关重要。
然而，传统的天线设计常常受限于固定结构和固定频段的限制，无法适应不同环境和不同需求。
因此，研究和设计可重构天线成为了一个重要的课题。
2. 超表面技术超表面是一种由具有特殊电磁性质的微小单元构成的二维材料。
通过控制超表面上微小单元的尺寸和排列方式，可以对电磁波进行精确的调控。
超表面的出现为可重构天线的研究和设计提供了新思路和新方法。
3. 可重构天线设计原理可重构天线的设计基于超表面的原理，通过改变超表面的状态和特性，来实现天线的多频段、宽带、波束调控等功能。
具体来说，可重构天线由天线元件和超表面组成。
利用超表面的“固态变换器”功能，可以通过改变超表面上单元的状态和相位，实现对射频能量的精确操控，从而实现天线的可重构性。
4. 可重构天线的关键技术4.1 超表面的制备和集成超表面的制备和集成是可重构天线设计中的关键技术之一。
目前，常用的制备方法包括基于机械刻蚀的制备方法和基于纳米加工的制备方法。
同时，超表面还需要与天线元件进行有效的集成，保证其性能和稳定性。
4.2 可重构超表面的设计和控制可重构超表面的设计和控制是实现可重构天线功能的另一个关键技术。
通过设计超表面上的单元结构、形状和排列方式，可以实现对电磁波的精确调控。
同时，需要制定合适的控制算法和接口，实现对超表面状态和相位的实时控制。
5. 可重构天线的应用前景可重构天线的出现将极大地推动无线通信技术的发展和应用。
首先，可重构天线可以应用于智能手机、无人机等移动终端设备，提供更好的通信性能和覆盖范围。
智能制造中的可重构生产系统设计与优化
智能制造中的可重构生产系统设计与优化引言随着信息技术的不断发展和应用，智能制造作为工业领域的重要方向，正在逐渐成为现代制造业的新趋势。
在智能制造中，可重构生产系统是一种灵活而高效的生产方式，能够快速适应市场需求的变化，并实现生产资源的最优利用。
本文将重点讨论智能制造中的可重构生产系统的设计与优化。
一、可重构生产系统的定义与特点可重构生产系统是指具有可变形结构和智能响应能力的生产系统，具备快速适应和灵活调整的能力。
它能够实现各个生产环节的重构，包括生产设备、生产过程、生产线布局等，以满足市场需求的变化。
可重构生产系统的特点主要包括以下几个方面：1. 灵活性：可重构生产系统能够根据市场需求进行快速调整和适应，使生产过程更加灵活和高效。
2. 智能化：可重构生产系统依靠信息技术和人工智能技术的支持，能够实现自主决策和智能优化，提高生产效率和质量。
3. 高可靠性：可重构生产系统通过引入冗余设计和故障自愈机制，确保系统的可靠性和稳定性。
4. 资源优化：可重构生产系统通过合理配置和调度生产资源，实现最优化生产效益。
二、可重构生产系统设计的关键要素1. 设计需求分析：在设计可重构生产系统之前，首先需要进行需求分析，了解市场需求和产品特性，明确设计目标和要求。
2. 模块化设计：可重构生产系统的设计应该采用模块化的思想，将生产过程分解成各个功能模块，并实现模块间的可拔插和联动。
3. 数据管理与集成：可重构生产系统需要建立完善的数据管理与集成平台，以实现生产数据的传输、存储和分析，并支持系统的决策和优化。
4. 机器人与自动化技术：可重构生产系统离不开机器人和自动化技术的支持，机器人能够在生产过程中替代重复性劳动，提高生产效率和质量。
5. 网络通信与安全：可重构生产系统需要建立稳定可靠的网络通信系统，同时要考虑数据的安全性和隐私保护。
6. 智能决策与优化：可重构生产系统通过引入人工智能技术，实现智能决策和优化，提高生产效率和资源利用率。
基于可重构吸收器的通信电子天线设计
基于可重构吸收器的通信电子天线设计近年来，随着通信技术的不断发展，人们对于通信设备和天线的要求越来越高，通信电子天线作为其中的重要部件，发挥着越来越大的作用。
基于可重构吸收器的通信电子天线设计，正是针对天线的高要求，提供的一种新的解决方案。
一、什么是基于可重构吸收器的通信电子天线设计？可重构吸收器是一种新型的吸收材料，在通信领域中经常被使用。
基于这种材料，可以设计出一种能够具有多种频段的电子天线，从而适用于不同类型的通信场景。
基于可重构吸收器的通信电子天线设计，通常由两部分组成：可重构吸收器和射频电路。
可重构吸收器主要用于实现天线在不同频段间的切换，而射频电路则负责天线的放大和信号的接受和发送。
这种设计方案可以在不牺牲天线性能的前提下，实现频段的灵活切换，并大大减小了天线的体积和功耗。
二、基于可重构吸收器的通信电子天线的优势1. 频段可重构性强基于可重构吸收器的通信电子天线可以实现在多个频段之间的自由切换。
这种自由切换的方案可以使天线应对不同类型的通信场景变得更加灵活，可以提高天线的应用范围和实用性。
2. 体积小、重量轻随着通信技术的不断发展，对于通信设备的体积和重量要求越来越高。
而基于可重构吸收器的通信电子天线，可以大大减小天线的体积和重量，使得天线更加便携、轻便和易于移动。
3. 物理切换速度快基于可重构吸收器的通信电子天线的物理切换速度非常快，可以在数微秒的时间内完成频段的切换。
这种广泛应用于快速切换的特性，使得天线在处理突发性的通信请求时表现出色，并保证了天线的灵活性和快速性。
4. 功耗低基于可重构吸收器的通信电子天线，依靠的吸收材料拥有良好的吸收性能，从而使得天线的传输效率提高，功耗降低。
在节约能源和保障通信质量方面，基于可重构吸收器的通信电子天线表现出色。
三、基于可重构吸收器的通信电子天线设计的实际应用基于可重构吸收器的通信电子天线设计已经被广泛应用于不同的通信领域中。
比如，在移动通信领域中，这种天线可以被广泛应用于智能手机、平板电脑等移动设备中，可以实现在不同地理位置、不同频段下的通信需求。
以超宽带为基础的可重构5G天线设计分析
以超宽带为基础的可重构 5G天线设计分析1.2.赵振强2、杨富3、焦韬3.中通服咨询设计研究院有限公司210019中国移动通信集团云南有限公司普洱分公司665000中通服咨询设计研究院有限公司210019摘要：目前，为有效解决5G运营商下行工作频段的分散问题，以超宽带作为基础设计了可重构微带天线。
此种天线构成以不规则梯形贴片为主，可达到超宽带的状态。
借助滤波天器在超宽带基础上即可有效获取不同频段（、），在二极管的作用下即可自由切换不同的频段。
当频段为时可实现频率可重构，并满足5G系统下行工作频段通信的需求。
经研究发现，可重构5G天线具有较强的可选择性与广泛性，在智能家居、电子集成与无线传输等领域中值得应用。
基于此，文章将基于超宽带的可重构5G天线作为主要研究对象，重点阐述与其设计相关的内容，希望有所帮助。
关键词：超宽带；可重构；5G天线；设计引言近年来，现代科学技术水平不断提高，5G时代来临。
众所周知，科技和生活之间的关联度十分紧密，且科技发展会使群众生活更美好，在提高其生活质量的同时也会反作用于科学技术进步。
当前，工业与信息化部门已经赋予中国移动、电信与联通5G系统中低频段试验频率的权利。
其中，3500MHz频段被应用于电信与联通的试验中，而4900MHz与2600MHz频段被应用于中国移动试验中。
基础电信运营企业在5G系统试验过程中，工业和信息化部门的作用十分重要，进而完成基站部署，以促进5G系统基站、其他无线电台站干扰协调工作的落实，利于各类型无线电业务兼容，为5G产业快速发展提供必要保障。
为满足时代发展需求，无线通信技术也应具备集成性、智能性与简捷性特征，为国内5G产业链后续发展提供不竭动力，同时实现节省成本与缩减空间的目的，以充分利用既有资源。
在此情况下，实现超宽带状态并且可在两个5G下行通信工作频段状态间实现频率转换的设计思想逐渐形成。
在相关研究中，有学者以超宽带为基础借助二极管，实现了两种滤波（2.4兆赫兹、5.8兆赫兹）下可重构天线的设计。
可重构天线的研究
科技文献检索课程论文可重构天线的研究摘要:可重构天线作为一种新型的天线,与传统天线相比具有尺寸小、重量轻、利于实现分集等优点和广阔的发展前景。
回顾了可重构天线的发展历程,总结了近年来国内外关于可重构天线的最新研究成果,并从可重构天线的功能、使用的关键器件、设计方法与电路特点等方面对其研究现状进行了深入分析。
从多个角度给出了可重构天线的分类与总结,并就可重构天线的设计方法与电路特点进行详细论述和举例说明。
最后对可重构天线的发展趋势进行了展望。
关键词可重构天线电磁分析开关元件天线设计1 引言天线作为一种用来发射或接收无线电波的部件,在无线通信系统中起到了举足轻重的作用,是无线通信系统中不可缺少的组成部分。
随着高频卫星通信系统、雷达、无线通信系统，尤其是全球3G和4G网络建设的飞速发展,对天线的要求也越来越高。
一方面,需要使天线能够工作在多个频带,具有多种工作模式并具有良好的传输性能。
另一方面,又要减轻天线的重量、减小天线体积并降低成本。
正是由于这样的需求,可重构天线的概念被提出并得到蓬勃发展。
1983年,D. Schaubert在他的专利“Frequency-Ag-ile, Polarization Diverse Microstrip Antenna and Frequency Scanned Arrays”中首次使用了可重构天线的概念[1]。
1999年,美国12所著名大学、研究所和公司在美国国防高级研究计划署(DARPA)的“Reconfigurable Aperture Program(RECAP)”研究计划中[2],初步对可重构天线进行了研究与探索,并取得了一定的进展。
同时随着高性能、低功耗的微电子机械(MEMS)开关的发展，对可重构天线的研究才进一步深人。
目前大多数可重构天线设计采用MEMS开关。
MEMS开关具有理想的开关特性，开关比非常高，可实现从直流到高于4OGHZ射频信号的隔离。
同时，它功耗低，接人电路中插损极小，而且采用CMOS工艺制作，体积小，重量轻，便于集成。
超宽带为基础的可重构5G天线设计分析
超宽带为基础的可重构5G天线设计分析发布时间：2022-12-30T07:17:09.118Z 来源：《工程建设标准化》2022年9月17期作者：赵振强焦韬张晶[导读] 基于国内外对天线的研究现状，赵振强，焦韬，张晶中通服咨询设计研究院有限公司江苏南京 210019摘要：基于国内外对天线的研究现状，本课题针对可重构天线进行了深入的研究，可重构天线也是目前天线领域比较热门的研究方向，本文主要研究了可重构天线中的频率可重构天线，本课题以微带结构为基础研究并设计了基于5G频段的频率可重构天线。
关键词：可重构天线；微带天线；5G频段引言随着5 G技术的普及，对相关通讯装置的性能和功能性的要求也越来越高。
作为一款手机终端，其通常要求具备5 G等多项性能：第一、如何在有限的空间内安置大量的适用于不同通信频段和标准的通信天线，这就对5G天线提出了更多的要求，需要天线体积小，同时能够发射或者接受更多的工作频段。
第二、在5 G网络建设中，要充分发挥5 G网络的优势，并积极推进5 G网络与2?G、4?G、?WIFI的融合；其它邻近邻近的无线通信波段如 Bluetooth的协调工作，同时如何提高隔离度,为终端的紧凑型设计提供了技术支撑,保证了5G移动终端的上网速率。
针对以上问题，可重构5G天线应运而生二、可重构技术的实现方法（一）关键技术及研究—可重构技术可重构天线是一种新的天线，它能对天线参数进行重新设计，使其具有多种可切换的工作模式，其实质是通过对天线的构造进行调整，从而使天线的电流分配发生变化。
从而使天线特征参数如极化方式、方向图、频率等进行重构，可重构天线分类：频率可重构天线：工作频率在一定的频带范围内具有连续或离散可调能力，同时天线的辐射方向图，极化特性基本保持不变方向图可重构天线：天线频率和极化特性参数不变的情况下，具备多个方向图特征的天线极化可重构天线：辐射方向图和工作频率等特征不改变的情况下，嫩能够改变自身的极化特性的天线多参数可重构天线：混合方式可重构天线是指对天线的工作频率、极化方式和辐射方向图分别具有独立调节能力的天线，这也可重构天线的终极目标（二）关键技术及研究—微带天线其中，最简单的微带天线包括：上部辐射贴片、中间介质衬底和底层接地衬底。
基于平面分形天线的方向图可重构天线研究的开题报告
基于平面分形天线的方向图可重构天线研究的开题报告一、研究背景：随着通信技术的发展，对天线性能的要求越来越高，特别是方向图可重构天线越来越受到广泛关注。
平面分形天线作为一种新兴的天线设计技术，具有结构简单、易于制造、方向图优良等优点，被广泛应用于通信系统、雷达系统等领域。
而基于平面分形天线的方向图可重构天线则能够根据不同的通信场景和信道环境，快速调整天线的工作方式和方向图，以提高通信系统的性能和可靠性。
二、研究目的：本课题旨在通过研究基于平面分形天线的方向图可重构天线的设计原理和性能优化方法，探究如何快速优化方向图可重构天线的性能，进一步提高天线的通信性能和可靠性。
三、研究内容：1.基于平面分形天线的方向图可重构天线的设计原理和工作原理；2.方向图可重构天线的性能分析和优化方法；3.基于软件定义无线电平台（SDR）的方向图可重构天线测试系统建设；4.方向图可重构天线的性能测试，并分析优化结果。
四、研究方法：1.理论分析：基于天线设计原理和电磁场理论，分析平面分形天线和方向图可重构天线的工作原理和性能特点；2.仿真模拟：采用电磁场仿真软件对方向图可重构天线的工作性能进行仿真模拟，并通过优化算法对其性能进行优化；3.实验测试：基于自主开发的SDR平台进行方向图可重构天线的实验测试，并对优化结果进行分析和验证。
五、预期成果：1.基于平面分形天线的方向图可重构天线的设计方案和原理；2.方向图可重构天线的性能分析和优化算法；3.方向图可重构天线的软件定义无线电测试平台；4.方向图可重构天线的性能测试结果和优化结果；5.相关论文和专利申请。
六、研究意义：1.提高天线的通信性能和可靠性，具有广泛的应用前景；2.为通信系统和雷达系统等领域的天线设计提供新思路和新技术；3.丰富和完善天线设计理论，推动天线技术的发展和进步。
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第 ) 期 !!!!!!!!!!!!!! 魏文博等 ! 可重构线天线的快速优化设计
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频带范围内的多个频点上对可重构天线进行了优化设计 ! 以考查天线的宽频带可重构能力 * & " "2U N ! 笔者采用的可重构线天 线 结 构 与 文 献 " 中的天线结构完 %# 全 相同 ! 如图( 所示 * 其中2 V ? ’ D /! 6 6 " D /! 3 42 3 4 5 4= 5 4# 天线 线 径 为!//* 天线) %个开关的编号和具体位置在图中给 出* 开关之间用导线直接 连 接 ! 开 关 长 度 为( 从图中可以看 D /* 该天线为非对称结构 ! 因 此 不 存 在 两 个 完 全 相 同 的 状 态! 天 出!
随着现代大容量 & 多功能 & 超宽带综合信息系统的迅猛发 展 # 使 得在 同一 信 息 平 台 上 搭 载 的 信 息 子 系 统 天线数量也相应增加 * 从降低平台的整体成 本 & 减 轻重量 & 减 小平台 雷 达 散 射 截 面 & 实现良好的电 数量增加 #
(!#( 希望能够将诸多 天 线 的 功 能 融 合 到 同 一 天 线 口 径 中 # 达 到 口 径 复 用 的 目 的’ 磁兼容特性等方面来考虑 # *
8! 可重构线天线结构与设计目标
目前国内对可重构天线 # 尤其是可重构线天线的相关研究还很少 * 笔者初步探讨了可重构线天线的优化设 计问题 # 不考虑天线辐射方向图等特性 # 以天线的在& "
收稿日期 ! ! " " # $ " % $ " # 基金项目 ! 国家自然科学基金资助项目 ! " # " & ’ ( " & ) 作者简介 ! 魏文博 ! " # 男# 西安电子科技大学博士研究生 * ( % ’ % $
目前对可重构天线的研究依赖于微机电系统 ! 技术# 将 2R2+ 开 关集 成在天 线口径 中 # 用软硬件结 2R2+" ’ !!&# #!=( 合的方式实时控制和调整开关状态 # 来重构天线特性 *
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可重构线天线的快速优化设计
魏 文 博! 尹 应 增! 刘 其 中
! 西安电子科技大学 天线与微波技术重点实验室 " 陕西 西安 !’ # ( " " ’ ( 摘要 !将遗传算法与矩量法相结合 ! 对可重构线天线的开关状态进行优化设计 * 将可重构天线的开关作为加 并利用 + 优化结果表明遗传算 载来处理 ! , . / 0 1 $ 2 3 . . 4 5 3 1 $ 6 3 3 7 8 9 . :公式加速矩量法中阻抗矩阵方程的求解 * 法与快速矩量法结合对可重构线天线的优化设计非常有效 ! 优化设计的速度提高了 ) &个数量级 * ! 关键词 ! 可重构天线 " 遗传算法 " 矩量法 中图分类号 ! " # ;< = ! (!! 文献标识码 ! >!! 文章编号 ! ( " " ( $ ! & " " ! " " ’ " ) $ " & & = $ " ?
于是 ! 加载后的电流系数矩阵" 可以表示成 $ % 的形式 ’ &
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组合状态中 # 筛选出一组合适的开关状态 # 使可重构天线具有期望的天线特性 # 必须借助于高效的搜索算法 * 文献 ’ ( 利用微遗传算法与时域有限差分法结合 # 对天 线 优化 设计微带可 重构 天线进 行 优 化 设 计 * 天线开关 ! 导通 # 作者用小的金属贴片来代替开关 % 如果开关截止 # 则认 为开关 不存在 * 这 样 处 理 显 然 与 实 际 情 况 不 符* 文献 ’ ( 将遗传算法 & 蚁群算法和模拟退火算法的优化 效果 作了 比较 # 验证了 遗传 算法 优 化 可 重 构 天 线 的 效 % 果更为理想 * 但文章在天线优化设计中 # 没有采用快速分析方法来加速优化设计的速度 * 笔者采用遗传算法对可重构线天线进行优化设计 * 为了提高天线分析速度 # 把天线的开关当作是加载元件 来处理 * 利用 + 弥补了文献 ’ ( 存在的不足 * , . / 0 1 $ 2 3 . . 4 5 3 1 $ 6 3 3 7 8 9 . % :公式加快可重构天线分析的速度 #