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透视传输阵列天线：它如何将电磁波聚焦成强大束流？
在无线通信技术快速发展的背景下，传输阵列天线（Transmitarray Antenna）作为一种新兴的天线技术，潜藏着巨大的应用潜力。它不仅能提供高度集中的电磁波束，同时还具备了低损耗的特性，这使得其在未来的通信系统中占据了举足轻重的位置。
传输阵列天线的基本概念
传输阵列天线是一种相位变换表面结构，能够将电磁波从发射天线聚焦成高增益的束流。
传输阵列由一系列单元格组成，这些单元格放置在源天线上方。透过在不同的单元格上应用相位差，传输阵列能够集聚来自发射天线的波前。这种薄型结构可以取代传统的介质透镜，扩大了其在不同应用中的灵活性。
工作原理与设计考量
设计传输阵列天线时，F/D 比率是其核心参数，这关乎到天线的有效孔径效率，其中F 为焦距，而 D 则为天线的直径。高效的照明效率依赖于供电天线的投影面积。
在传输阵列设计中，插入损耗的最小化是优化天线性能的关键。
固定型与可重构型传输阵列
传输阵列大致可分为两种类型：固定型与可重构型。固定型传输阵列的单元格在结构表面上物理调整，以达到所需的相位和幅度分布，这使得其只具备单一的聚焦方向。
固定型传输阵列
一般而言，固定型传输阵列在设计上简单，能够达到高开口效率。透过精确加工的双分环槽单元，能够在斜入射角度下实现高达55％的开口效率。一些特定的固定式设计，例如针对57至66 GHz频段的开关波束传输阵列，使用了几种不同类型的单元格，以增强其性能。
对于固定型传输阵列，高精度的设计能够大幅降低插入损耗。
可重构型传输阵列
可重构型传输阵列的特点在于能够电子控制相位调整，实现波束控制。这种设计的灵活性使其可以按需调整焦点方向，是未来智能通信系统的重要组成部分。虽然可重构设计能提供更多的应用场景，但也带来了组件成本的增加以及设计复杂度的提升。
透过使用PIN二极管，可重构型传输阵列能以低于1 dB的插入损耗实现快速的相位重构。
应用潜力与未来展望
透过将传输阵列天线与其他天线技术结合，未来的系统可以有效提升传输效率和稳定性。例如，结合了相控阵列天线的透视设计，就展现了更佳的直接ivity和更小的形状，这使得其在各个领域中，特别是在无线通信和雷达系统中都能广泛应用。
结论
随着技术不断进步，传输阵列天线的应用潜力正在快速增长。这种创新的天线设计不仅提升了波束聚焦能力，也有助于减少能源损耗及提高系统性能。最终，未来的通信系统究竟会如何整合这一技术，并带来哪些变革呢？
