近日,我院薛春华教授及其团队开展了双频超表面透镜天线的研究,研究成果以"An Ultrathin, Dual-Band and Dual-Polarized Metalens Antenna Based on Double-Resonant Huygens’ Metasurface"为题发表在国际著名期刊《IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters》(IF=4.2,中科院2区Top)期刊上。
双频超表面透镜天线因其系统集成度更高、制备成本更低的优势受到了广泛关注,它的实现方案主要有正交极化方案和双极化方案。正交极化方案对超表面单元性能要求较低,单元结构更简单,缺点是在对应频段只能单极化工作。双极化方案能同时在两个频段双极化工作,但这种方案对超表面单元性能要求极高,设计一个在双频段都具有良好透射性能和全相位覆盖的超表面单元是双极化方案的最大挑战。本研究首次提出了用双谐振惠更斯超表面设计双频双极化透镜天线,这种双谐振单元在28 GHz和38 GHz频段都具有出色的透射性能以及超315°的相位覆盖。用双谐振单元制备的透镜天线性能突出,实测结果显示,在28 GHz频段,天线增益峰值达到29.14 dBi,天线效率44.8 7%,3-dB增益带宽18.2%;在38 GHz频段,天线增益峰值达到32.03dBi,天线效率47.32%,3-dB增益带宽8.7%。与现有双频双极化超表面透镜天线研究相比,这项研究用最简单的双层单元结构实现了最高的天线效率,在工程上有广阔应用前景。

双频超表面透镜天线在微波暗室环境中测试
该工作获得国家自然科学基金面上项目,广西自然科学基金重点项目等资助。
论文作者:薛春华,姜晓文(研究生),闫俊杰,李如雪,李腾,高喜。
论文链接:https://doi.org/10.1109/lawp.2024.3359320