多功能柔性可穿戴天線
可穿戴天線在數(shù)據(jù)無線傳輸中發(fā)揮著重要作用,但可穿戴天線的設(shè)計與常規(guī)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(xiàn)增益降低,匹配變差,方向圖惡化等現(xiàn)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(wěn)定性。另外,人體在長期電磁輻射環(huán)境下的安全風險也要在天線設(shè)計的同時予以考慮。所有這些問題都給可穿戴天線的設(shè)計帶來了巨大的挑戰(zhàn)。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(shè)計一個新的思路,使設(shè)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(jīng)展示出了新穎、優(yōu)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(gòu)能力。雖然這些性能對于可穿戴領(lǐng)域有很強的吸引力,但現(xiàn)階段對于超材料的研究還是主要集中在傳統(tǒng)天線領(lǐng)域,在可穿戴領(lǐng)域,基于超材料的天線設(shè)計并不多見。 基于以上背景,該項目研究一方面,可穿戴領(lǐng)域迫切得需求天線設(shè)計的創(chuàng)新理論,另一方面,基于超材料的天線顯示出了多種優(yōu)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(lǐng)域結(jié)合起來,將電磁超材料的理論引入可穿戴天線設(shè)計領(lǐng)域,大幅度的提高可穿戴天線的性能,豐富其功能。
西安交通大學
2021-04-11