团队许汉杰博士在IEEE Transactions on Antennas and Propagation 上发表研究成果
近日，电子科技大学电磁辐射与散射团队在超宽带小型化天线及馈电网络设计中取得最新研究进展，相关成果以“A Compact Ultra-Wideband Circularly Polarized Antenna Based on Miniaturized Phase Shifter”为题，被电磁辐射与散射领域权威期刊IEEE Transactions on Antennas and Propagation录用。博士生许汉杰为论文第一作者，屈世伟教授为论文通讯作者，电子科技大学为论文唯一署名单位。
随着无线系统的快速发展，面对某些越来越复杂的应用场景，对负责电磁信号收发的高性能小型化天线需求也越来越高。因此，深入研究大带宽、小型化的圆极化天线有非常重要的学术意义和工程应用价值。
近日，针对圆极化天线的小型化和宽带化问题，团队许汉杰博士提出了一种基于小型化移相器的解决途径。该天线由一对紧凑的超宽带双线极化Vivaldi天线以及创新的小型化90°移相器构成。
在该设计中，通过加载金属耦合片和锯齿状结构延长电流路径，从而达到缩小辐射结构尺寸的目的；同时，通过加载寄生辐射片优化天线宽带匹配能力。所使用的新型小型化移相器是基于Π型网络和负群时延（negative group delay，简称NGD）网络实现的，其尺寸仅为67mm×44.5mm (0.071λlow×0.047λlow，λlow为最低工作频率对应的自由空间波长)。相比传统90°移相器，论文所提出的小型化移相器尺寸缩小了77%。
图1 所提出的小型化超宽带圆极化天线样件
图2 新型移相器的电路原理图
图3 天线的反射系数、轴比和增益性能
最终设计结果表明，该方法设计的天线样件3dB轴比带宽为112.9% (0.32～1.15GHz)，同时天线整体尺寸仅有0.36λlow×0.36λlow×0.34λlow。
本工作为实现小型化超宽带圆极化天线提供了设计方案，同时提出的新型小型化超宽带移相器可应用于宽带圆极化相控阵天线设计中。