1、成果簡介

本成果屬于天線技術領域。現有的高增益波束掃描天線主要有機械旋轉拋物面天線和電控相控陣天線兩大類。其中，旋轉拋物面天線具有結構簡單、成本低、效率高等優點，但其外形為特殊的曲面、體積龐大、重量沉且波束掃描速度慢、伺服系統要求高。電掃相控陣天線可以較好地克服上述不足，其不僅掃描速度快、性能更加靈活，平面或共形結構也更有利于與載體保持共形，但其饋電網絡設計復雜，尤其當天線口徑增大時，饋電損耗較高，天線的輻射效率較低，可實現的增益受限。雖然在單元中引入固態收發組件可以減小饋電損耗，但系統的成本、重量將大幅提高，這些都限制了現有相控陣天線的大規模應用。

本成果利用集成的數字控制器件直接調節數字相控電磁表面中每個數字相控輻射單元的輻射相位，并采用饋源從空間照射整個表面，通過數字控制的方式調節表面所有單元的相位，從而獲得高增益聚焦的動態掃描波束和捷變波束。這種高增益波束掃描天線設計方法，結合了常見拋物面天線和相控陣天線的優點，同時克服了兩者的不足，具有非常突出的性能、成本及推廣使用優勢。具體表現為：饋電損耗小、輻射效率高、波束掃描速度快、陣列規模拓展性強、結構簡單、重量輕、易共形、成本低等。

本成果的可重構反射陣天線可產生高增益、高動態的筆狀波束，實現遠距離、高速率通信；還可實現波束指向的快速空間掃描，滿足無人機平臺飛行時互聯互通的要求。此外，數字相控電磁表面顯著降低了系統復雜度和成本，反射陣的空間饋電結構還避免了復雜的饋電網絡設計；其結構簡單，加工簡便，輕薄便攜，還可靈活展開，尤其適用于無人機配套的移動式地面圖傳接收天線的設計和實現，在移動平臺高速圖傳市場有很好的競爭力。如搭載于無人機上，在100m-500m高度可實現30km-150km的通信覆蓋，可提供40Mbps以上的高通量數傳鏈路。

2、應用前景

本成果技術可廣泛應用于中繼通信、遙感成像、導航引導、無人機高速圖傳系統等領域。

3、知識產權

本成果獲得發明專利授權1項。

4、團隊介紹

項目團隊長期研究基于電磁表面的電磁傳輸結構在通信和電磁成像領域的應用，如反射/透射陣天線、可重構反射/透射天線，可重構傳感天線和毫米波安檢成像系統。團隊課題負責人為教授、青年千人、博士生導師，已出版五本學術專著，并參與編寫六本學術專著，發表學術論文300余篇，申請專利18項。先后承擔863、973、總裝探索、自然科學基金等多個國家重大科研項目，擔任中國電子學會天線分會委員，自然科學基金委評委等。團隊成員還包括2名副教授和10名其他科研人員。

5、合作方式

投融資。

6、聯系方式

電話：010-62798352

郵箱：liuyi2017#tsinghua.edu.cn