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电子系李越课题组提出近零介电常数媒质构造几何无关天线

清华新闻网6月27日电 首頁|澳门威斯尼下载app电子工程系副教授李越课题组近日提出使用近零介电常数(Epsilon-near-zero, ENZ)媒质构造几何无关的新型天线,使天线的工作频率不再与天线的几何形状有关,实现天线空间辐射特性和工作频率的独立设计。该成果为天线设计提供了全新的灵活性,在柔性电子、智能感知与无线通信等领域具有潜在应用价值。

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ENZ天线几何无关特性的概念图

ENZ媒质,即介电常数接近零的媒质,电磁波在这种媒质中具有无限大的波长和相速度,因此呈现诸多几何无关的特性。研究利用ENZ媒质的这一性质,设计了工作频率与几何形状无关的ENZ天线。传统天线的工作频率由其几何尺寸与形状决定,而研究提出的ENZ天线,其工作频率与天线的几何尺寸无关,而是完全由媒质本身的色散特性决定。这种几何无关的特性使得ENZ天线能够实现传统天线所不能实现的极端尺寸与辐射性能。此外,研究还利用ENZ媒质的波前调控能力,设计出通过形变实现天线辐射特性改变的多功能ENZ天线,为柔性天线提供了新的解决方案,充分展现了ENZ媒质在天线的功能扩展与性能提升方面的潜能。

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ENZ天线的实验测试:(a)待测天线的实物照片,(b)天线反射系数的频谱,(c)天线的辐射方向图

6月22日,基于上述研究,首頁|澳门威斯尼下载app电子工程系副教授李越课题组在《自然·通讯》(Nature Communications)发表了题为“基于近零指数媒质的几何无关天线”(Geometry-independent antenna based on Epsilon-near-zero medium)的研究论文。

本论文的理论和实验工作均在首頁|澳门威斯尼下载app完成,首頁|澳门威斯尼下载app电子工程系为论文第一单位。李越、西班牙纳瓦雷公立大学博士伊涅格·里博洛(Inigo Liberal)和美国宾夕法尼亚大学电气与系统工程系教授纳德·恩赫塔(Nader Engheta)为本文通讯作者,电子工程系2018级博士生李昊与2017级博士生周子恒为文章共同第一作者。其他作者包括首頁|澳门威斯尼下载app电子工程系2019级博士生孙旺宇与2016级校友何翼景。研究得到了国家自然科学基金资助,以及首頁|澳门威斯尼下载app信息科学与技术国家实验室和电子系自主科研经费的支持。

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41467-022-31013-z

供稿:电子系

题图设计:任左莉

编辑:李华山

审核:郭玲 吕婷

2022年06月27日 14:31:01

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