无线电物理、电磁场与微波技术

研究方向

一、新体制低成本毫米波相控阵天线 / 可重构智能天线

相控阵天线在下一代无线通信系统中具有重要的应用价值，但高昂的成本、笨重的体积限制了传统相控阵天线的应用场景。针对未来万物互联及人工智能的发展需求，亟需发展低成本、低功耗、轻量化的相控阵天线和具有自适应能力的可重构智能天线。液晶具有介电常数随偏置电压连续可调的特性，且介电损耗随微波频率升高而降低，具有优异的高频适用性。因此，基于液晶加载的可重构智能表面或相控阵天线是实现低成本、低功耗、轻量化毫米波相控阵天线或可重构智能天线的极具潜力的方案。

课题组自2017年起在四川省科技计划、广东省重点领域研发计划、国家自然科学基金等项目支持下，对微波毫米波液晶超表面天线及相控阵天线进行了研究，完成了微波毫米波频段液晶材料介电特性测试、基于玻璃封装的液晶超表面及液晶相控阵天线的设计和加工、液晶天线测试验证等方面的积累，培养了多名该方向的研究生。

二、基于人工电磁结构的抗散射拓扑电磁波传输与调控

下一代通信技术对信息处理速度及数据传输速率的要求显著提高，为了满足Tbps级高数据率的应用需求，毫米波、太赫兹及光混合通信技术将成为6G通信的关键技术。对于高频电磁波（特别是太赫兹波及光波），在传统的电磁波传输原理框架下，传输路径上的不连续结构对电磁波的传输效率影响较大，比如路径拐弯、结构或材料突变、制备误差引起的缺陷、杂质等都会引起严重的散射损耗，从而制约了电磁波的高效传输。借鉴于凝聚态物理领域近年发展起来的拓扑绝缘体具有的拓扑保护电子散射免疫特性，可从物理源头上探索新型电磁波的散射免疫或抗散射机制，于是便产生了电磁（含光）拓扑绝缘体和电磁拓扑边界态的研究方向。结合实际应用场景，利用基于简单材料构筑的人工功能基元+空间序构实现具有散射免疫特性的高效电磁波传输及动态调控的研究，具有重要的创新价值和广泛的应用前景，对于发展新型的高数据率信息处理和传输器件具有重要的理论和工程应用价值。

从2019年起，课题组开展了基于人工电磁结构的电磁拓扑绝缘体、抗散射拓扑边界态传输与调控的研究，并取得了一系列的成果。