可穿戴天線在數據無線傳輸中發揮著重要作用,但可穿戴天線的設計與常規天線有很大的不同。首先是人體對于天線輻射有非常大的散射作用。天線在人體附近會出現增益降低,匹配變差,方向圖惡化等現象。其次,柔性可穿戴天線需要在各種物理形變,溫度、濕度變化的情況下保持性能的穩定性。另外,人體在長期電磁輻射環境下的安全風險也要在天線設計的同時予以考慮。所有這些問題都給可穿戴天線的設計帶來了巨大的挑戰。而近年來,電磁超材料的研究取得了長足的進展。作為一種人工合成的材料,超材料可以擁有多種自然界中很少存在、甚至不存在的特性。這些特性給予了天線設計一個新的思路,使設計者在材料選擇中有更大的自由度。基于超材料的多種新型天線已經展示出了新穎、優異的性能,如雙頻、多頻工作,尺寸的超小型化,以及各種可重構能力。雖然這些性能對于可穿戴領域有很強的吸引力,但現階段對于超材料的研究還是主要集中在傳統天線領域,在可穿戴領域,基于超材料的天線設計并不多見。
基于以上背景,該項目研究一方面,可穿戴領域迫切得需求天線設計的創新理論,另一方面,基于超材料的天線顯示出了多種優異的性能。因而,研究思路是將這兩個當前最有活力的研究領域結合起來,將電磁超材料的理論引入可穿戴天線設計領域,大幅度的提高可穿戴天線的性能,豐富其功能。
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