中国移动研究院极简可重构圆极化漏波天线论文被国际微波毫米波会议ICMMT 20 ...
4月17日，中国移动(95.440, -0.41, -0.43%)研究院完成的关于可重构圆极化漏波天线的论文《A Polarization-Reconfigurable Circularly Polarized End-Fire Traveling-Wave Antenna》，被2026国际微波毫米波会议（2026 International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology, ICMMT2026）正式录用。该研究针对隧道、地铁等狭长场景的通信痛点，提出了一种无需复杂馈网的极化可重构圆极化天线，为解决特殊场景下的信号衰落问题提供了极具性价比的创新方案。图1 论文首页
图2 可重构圆极化漏波天线原型示意图
直面痛点：传统方案在“受限空间”中的进退维谷
在高铁、地铁、公路隧道或电梯井等狭长受限的通信场景中，信号极易受到多径效应引起的深度衰落、隧道壁和运输工具穿透极化失配的影响。虽然圆极化天线是解决此类问题的有效方式，但在实际部署中却面临“两难”困境：
体积受限：传统的轴向模螺旋天线虽然性能优异，但其通常需要直径约为一个波长的庞大接地板，横向尺寸过大，难以在空间受限的隧道中“安身”。
复杂度与成本：现有的平面阵列方案往往依赖复杂的3dB电桥馈电网络，这不仅引入了额外的插入损耗，还大幅增加了制造成本与工艺复杂度，阻碍其大规模部署。
图3 可重构天线旋向与相位常数的关系示意
创新突破：物理结构重构，实现“极简”圆极化
针对上述难题，研究团队另辟蹊径，提出了一种基于级联形式的极化可重构端射行波天线。该设计的核心在于“结构即功能”，通过物理连接方式直接控制电磁波的极化旋向，彻底摆脱了对复杂馈电网络的依赖。
1. 圆极化旋向的物理重构机制
该天线的核心设计理念在于利用传输线理论与结构排布的结合，实现对圆极化旋向的控制。通过改变两个正交辐射单元的相对位置和连接顺序，可以强制电磁波在空间合成时满足特定的相位条件 ，实现圆极化。同时快波结构与慢波结构在相同连接关系下产生的极化方向是相反的。这意味着，通过简单的翻转单元位置或选择不同的传输模式（快波/慢波），即可在物理层面上实现从左旋（LHCP）到右旋（RHCP）的切换，而无需复杂的电子开关或移相网络。
图4 满足轴比条件的两单元S12参数关系
2. 基于S参数的轴比优化
为了获得优异的轴比性能，研究团队提出了一种基于S参数的间接调控方法。通过设计每个单元的传输系数S12使其满足一定比例关系，让两个正交单元的辐射功率近似相等，得到近似相等圆极化正交分量，从而满足圆极化的轴比要求，极大地简化制造工艺。
图5 仿真结果。（a）3D方向图。（b）所提圆极化天线的增益和轴比。
（c）S参数。（d）单元1和单元2的S参数。
方案优势：兼具性能与成本
研究团队对所提天线方案进行了仿真验证，结果表明该方案在保持极简结构的同时，各项关键指标均达到实用化要求。在N41频段（2.6 GHz）中心频率下，该天线驻波S11<−10dB，轴比<3，可实现增益>5dBi，具有较好的辐射性能。后续可以按照场景覆盖范围和增益要求前后级联多个该圆极化天线单元实现大于12dBi的高增益，以实现模块化定制。此外，由于采用了级联行波结构，彻底摒弃了大型接地板，横向尺寸大幅缩减，且无需昂贵的馈电网络，相比其它基于复杂振子结构的行波端射圆极化天线，该结构制造成本更低，非常适合在隧道等长距离场景中进行大规模部署。未来，该技术有望应用于矿山、地铁隧道、高速公路隧道等复杂环境的5G/6G网络覆盖，有效缓解多径衰落，实现低成本高性能覆盖。
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