基于有源频率选择表面的可重构谐振腔天线研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61901334
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.5万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0119.电磁场与波
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Resonant cavity antennas have been widely utilized in many applications owing to their intrinsic merits of high gain, simple feeding network, and ease of integration. However, the conventional architectures are unable to adjust themselves to complicated electromagnetic situations or task mode due to their fixed characteristics, such as frequency, beam, polarization, orbital angular momentum, etc. To meet the urgent demands of multi-functionality and software-defined characteristics of antenna by complex EM environment and diverse wireless systems, operating and controlling mechanism of reconfigurable antennas based on Fabry-Perot interference and tunability of diodes are investigated in this proposed project. The analysis model of active frequency selective surfaces loaded with diodes is built by combining full-wave EM method and equivalent circuit model firstly, and the impact of biasing status of diodes on the performance of scattering characteristics are analyzed. Active frequency selective surfaces loaded with diodes are utilized to construct reconfigurable partially reflective surface and tunable artificial magnetic conductor as superstrate and ground plane of cavity antenna. The approach to synthesize the aperture field distribution of cavity antenna under frequency-tuning, beam-steering and vortex mode-reconfigurable mode circumstances are derivated. The grouping and controlling methodology of diodes subject to different reconfigurable mode is explored. This project aims to broaden the tuning range of frequency, realize 2D beam scanning and generating mode-switchable vortex wave in the theory and technique domain.
谐振腔天线因增益较高、馈电简单、易于加工集成等优点而获得广泛应用,但传统的谐振腔天线具有固定的频率、波束、极化和轨道角动量等特征。鉴于电磁环境和无线系统对天线多功能与软件可定义的迫切需求,本课题拟开展对基于谐振腔干涉模型和二极管电调模型的可重构天线的调控机理研究。具体包括利用电磁场全波分析与等效电路模型建立加载PIN二极管和变容二极管的有源频率选择表面的分析模型,并量化二极管偏置状态对其散射特性的影响;利用有源频率选择表面构造可重构部分反射表面和可重构人工磁导体作为谐振腔天线的覆层和背板,依据谐振腔天线的干涉机制,揭示谐振腔天线在谐振频率、波束指向和涡旋模态可重构模式下的口径场综合方法与分布规律;探索谐振腔天线在不同可重构模式下二极管的分组与控制方式。本课题的研究旨在为可重构谐振腔天线在拓展频率调制范围、实现二维波束扫描、产生模态可控的涡旋电磁波方面提供一定的理论依据和技术途径。

结项摘要

随着无线系统的快速发展和电磁环境的复杂多变,在认知无线电等领域中,天线的性能需要根据电磁环境或任务模式的变化做出适应性调整,具有频率捷变、极化切换、波束切换或扫描等功能的可重构天线获得广泛应用。本项目结合法布里-珀罗干涉模型和基于二极管的可重构技术对基于有源超表面的可重构谐振腔天线展开研究。在项目开展过程中,以几何光学近似模型、切向等效网络模型和漏波模型为理论基础,对具有不同辐射特征(法向辐射的笔形波束、偏离法向辐射的笔形波束和偏离法向辐射的锥形波束)的谐振腔天线的分析方法进行了补充与拓展。利用几何光学简化分析模型研究了基于“锯齿分布”超表面的一维和二维倾斜波束无源谐振腔天线,并将其与切向等效网络模型结合,提出了加载变容二极管的频率和波束多功能可重构谐振腔天线的设计方法,分别实现了频率可重构、E面波束扫描、H面波束扫描和二维波束扫描,并且显著简化了直流偏置电路的独立控制通道数量,降低了成本。基于漏波模型和切向等效网络模型并结合微带天线腔模理论,提出了涡旋谐振腔天线的设计方案,改善了馈源的增益和波束发散角。本项目的研究结果为多功能软件可定义天线提供了一定的理论探索和技术验证。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(1)

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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