第21卷第8期2023年8月Vol.21，No.8Aug.，2023太赫兹科学与电子信息学报JournalofTerahertzScienceandElectronicInformationTechnology基于尺寸渐变超表面宽带高增益低剖面天线师伟春1,2，王宏建*1,2(1.中国科学院国家空间科学中心微波遥感技术重点实验室，北京100190；2.中国科学院大学，北京100049)摘要：设计了一种基于尺寸渐变超表面的宽带高增益低剖面天线，该天线由双层超表面和一层微带缝隙组合而成。双层超表面由分别印刷在2个介质板上的尺寸渐变六边形阵列贴片组成,贴片之间存在非等距间隙。超表面单元尺寸渐变设计能够使天线产生多个邻近的谐振点，从而展宽带宽。通过改变超表面天线尺寸结构，分析天线的宽带辐射特性。为获得最佳宽带性能，采用遗传算法优化天线几何参数。制作并测试了一款边长为43.3mm，厚度为4.853mm的样本天线用于验证仿真结果。实测结果显示，该天线-10dB阻抗带宽达到了54%(3.99~6.93GHz)，最高增益达到12.05dB，在4~6GHz范围内增益保持在8dB以上。该天线实现了宽频带、高增益、低剖面的特点，适用于宽带高速率无线通信的诸多领域。关键词：超表面；宽频带；高增益；低剖面；非均匀分布；尺寸渐变；遗传算法中图分类号：TN823+.24文献标志码：Adoi：10.11805/TKYDA2021101Broadbandhigh-gainlow-profileantennabasedongradientsizemetasurfaceBroadbandhigh-gainlow-profileantennabasedongradientsizemetasurfaceSHIWeichun1,2，WANGHongjian*1,2(1.CASKeyLaboratoryofMicrowaveRemoteSensing，NationalSpaceScienceCenter，Beijing100190，China；2.UniversityofChineseAcademyofScience，Beijing100049，China)AbstractAbstract：Abroadbandhigh-gainlow-profileantennabasedongradientsizemetasurfaceisproposed.Theantennaiscomposedofadouble-layermetasurfaceandalayerofmicrostripslot.Thedouble-layermetasurfaceiscomposedofgradientsizehexagonalarraypatchesprintedontwodielectricplatesrespectively.Therearenon-equidistantgapsbetweenthesepatches.Thisgradientdesignofthemetasurfaceunitsizecangeneratemultipleadjacentresonancepointstobroadenthebandwidth.Theantenna'sbandwidthradiationcharacteristicsareanalyzedbychangingthesizeandstructureofthemetasurfaceantenna.Inordertoobtainthebestbroadbandperformance,geneticalgorithmsareemployedtooptimizetheantennageometricparameters.T...
