11、基于射频微机电系统开关的可重构天线研究

基于射频微机电系统开关的可重构天线研究

1 可重构天线概述

可重构天线能够改变辐射方向图、阻抗带宽、极化方式和工作频率。简单的可重构天线可通过射频（RF）开关连接两个天线来设计。与其他类型的开关相比，基于RF开关的可重构天线性能更优。不过，在使用RF开关设计可重构天线时，会面临一些实时挑战，如多径、干扰、衰落和RF失真等问题。

1.1 开关类型

可用于设计可重构天线的开关类型有多种，不同开关在不同工作频率下性能各异：
- RF MEMS ：通过放置微/纳米机械结构，并结合静电、静磁、热或压电驱动方法，实现传输线中的开关功能。
- PIN二极管 ：采用GaAs技术制造，无需机械驱动即可实现开关，与MEMS开关相比，具有较高的开关速度和较低的隔离度。
- 变容二极管 ：基于p - n结二极管开关设计，通过改变p - n结二极管的开关状态来改变变容二极管的电容。
- 光电导元件 ：基于光学原理，利用适当波长的光（如激光二极管发出的光）实现开关的导通和关断。

在低工作频率下，PIN二极管、变容二极管和光电导元件表现良好，但当工作频率高于100 GHz时，这些开关难以满足需求，而MEMS开关则能为高频工作的可重构天线提供解决方案。

1.2 相关研究工作

可重构性在工业界和研究领域都是广泛讨论的话题。通过重新分配天线电流与电磁场的关系，可以实现天线在频率、极化或辐射特性方面的重构。以下是一些相关研究成果：
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