天線作為無線電信息系統(tǒng)射頻前端的關(guān)鍵器件，對系統(tǒng)性能優(yōu)劣有重要影響。隨著通信與雷達(dá)等電子信息系統(tǒng)的快速發(fā)展，射頻前端向著高性能、高集成、小型化、多功能方向發(fā)展，特別是隨著電磁環(huán)境的日益復(fù)雜，抗干擾能力是必不可少的?？垢蓴_天線將天線和濾波器集成于一體，既具有天線的發(fā)射與接收空間電磁波的能力，也具備濾波器對干擾電磁波的抑制能力，可有效地減小射頻前端的體積、重量與插損。
研究者們已提出多種抗干擾天線設(shè)計(jì)方法，如利用陷波結(jié)構(gòu)、集成濾波電路于天線/天線陣的饋電網(wǎng)絡(luò)，或?qū)⑻炀€設(shè)計(jì)為多級濾波器的最后一級等。但現(xiàn)有多數(shù)抗干擾天線仍存在抑制頻帶窄、抑制度差等不足，而且多為微帶天線，在毫米波頻段損耗較大。同時其濾波電路/結(jié)構(gòu)多暴露于外，在進(jìn)行陣列設(shè)計(jì)時，相鄰單元會產(chǎn)生嚴(yán)重的互擾。對此，中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所汪偉研究員團(tuán)隊(duì)利用電磁超材料所特有的電磁特性，實(shí)現(xiàn)了一種波導(dǎo)縫隙抗干擾天線，提出該種超材料抗干擾天線的設(shè)計(jì)方法并對其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
該工作已發(fā)表在《電波科學(xué)學(xué)報》2020年第35卷第2期。（鄭治，汪偉，張洪濤，鄒永慶，梁仙靈）
該文將呈周期性分布的金屬柱（電磁超材料）鋪設(shè)于波導(dǎo)縫隙天線的波導(dǎo)底邊，利用電磁超材料在特定頻段可實(shí)現(xiàn)完美電導(dǎo)體/完美磁導(dǎo)體的特性，實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)縫隙抗干擾天線的高效輻射與強(qiáng)抑制。該文在闡明該種抗干擾天線設(shè)計(jì)方法的同時，將其性能與常規(guī)波導(dǎo)縫隙天線對比，通過仿真與實(shí)測結(jié)果，該抗干擾天線在保有常規(guī)波導(dǎo)縫隙天線高效輻射能力的基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)40 dB的抑制能力。
圖 1 天線結(jié)構(gòu)圖
圖 2 濾波波導(dǎo)結(jié)構(gòu)圖
圖 3 周期性金屬柱的反射相位曲線
圖 4 3種不同結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的傳輸特性曲線
圖 5 增益頻率響應(yīng)曲線對比
圖 6 抗干擾天線的S11仿真與實(shí)測結(jié)果
圖 7 抗干擾天線歸一化增益的仿真與實(shí)測結(jié)果
圖 8 抗干擾天線在工作頻段內(nèi)的方向圖仿真與實(shí)測結(jié)果
