一种基于电磁超材料的抗干扰天线：波导缝隙抗干扰天线

 

天线作为无线电信息系统射频前端的关键器件，对系统性能优劣有重要影响。随着通信与雷达等电子信息系统的快速发展，射频前端向着高性能、高集成、小型化、多功能方向发展，特别是随着电磁环境的日益复杂，抗干扰能力是必不可少的。抗干扰天线将天线和滤波器集成于一体，既具有天线的发射与接收空间电磁波的能力，也具备滤波器对干扰电磁波的抑制能力，可有效地减小射频前端的体积、重量与插损。

研究者们已提出多种抗干扰天线设计方法，如利用陷波结构、集成滤波电路于天线/天线阵的馈电网络，或将天线设计为多级滤波器的最后一级等。但现有多数抗干扰天线仍存在抑制频带窄、抑制度差等不足，而且多为微带天线，在毫米波频段损耗较大。同时其滤波电路/结构多暴露于外，在进行阵列设计时，相邻单元会产生严重的互扰。对此，中国电子科技集团公司第三十八研究所汪伟研究员团队利用电磁超材料所特有的电磁特性，实现了一种波导缝隙抗干扰天线，提出该种超材料抗干扰天线的设计方法并对其进行了实验验证。

该工作已发表在《电波科学学报》2020年第35卷第2期。（郑治，汪伟，张洪涛，邹永庆，梁仙灵）

该文将呈周期性分布的金属柱（电磁超材料）铺设于波导缝隙天线的波导底边，利用电磁超材料在特定频段可实现完美电导体/完美磁导体的特性，实现波导缝隙抗干扰天线的高效辐射与强抑制。该文在阐明该种抗干扰天线设计方法的同时，将其性能与常规波导缝隙天线对比，通过仿真与实测结果，该抗干扰天线在保有常规波导缝隙天线高效辐射能力的基础上，可实现40 dB的抑制能力。

图 1 天线结构图

图 2 滤波波导结构图

图 3 周期性金属柱的反射相位曲线

图 4 3种不同结构波导的传输特性曲线

图 5 增益频率响应曲线对比

图 6 抗干扰天线的S11仿真与实测结果

图 7 抗干扰天线归一化增益的仿真与实测结果

图 8 抗干扰天线在工作频段内的方向图仿真与实测结果

 

 

责任编辑：xj

       原文标题：一种基于电磁超材料的抗干扰天线[20210106]

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