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透視傳輸陣列天線：它如何將電磁波聚焦成強大束流？
在無線通信技術快速發展的背景下，傳輸陣列天線（Transmitarray Antenna）作為一種新興的天線技術，潛藏著巨大的應用潛力。它不僅能提供高度集中的電磁波束，同時還具備了低損耗的特性，這使得其在未來的通信系統中佔據了舉足輕重的位置。
傳輸陣列天線的基本概念
傳輸陣列天線是一種相位變換表面結構，能夠將電磁波從發射天線聚焦成高增益的束流。
傳輸陣列由一系列單元格組成，這些單元格放置在源天線上方。透過在不同的單元格上應用相位差，傳輸陣列能夠集聚來自發射天線的波前。這種薄型結構可以取代傳統的介質透鏡，擴大了其在不同應用中的靈活性。
工作原理與設計考量
設計傳輸陣列天線時，F/D 比率是其核心參數，這關乎到天線的有效孔徑效率，其中 F 為焦距，而 D 則為天線的直徑。高效的照明效率依賴於供電天線的投影面積。
在傳輸陣列設計中，插入損耗的最小化是優化天線性能的關鍵。
固定型與可重構型傳輸陣列
傳輸陣列大致可分為兩種類型：固定型與可重構型。固定型傳輸陣列的單元格在結構表面上物理調整，以達到所需的相位和幅度分佈，這使得其只具備單一的聚焦方向。
固定型傳輸陣列
一般而言，固定型傳輸陣列在設計上簡單，能夠達到高開口效率。透過精確加工的雙分環槽單元，能夠在斜入射角度下實現高達55％的開口效率。一些特定的固定式設計，例如針對57至66 GHz頻段的開關波束傳輸陣列，使用了幾種不同類型的單元格，以增強其性能。
對於固定型傳輸陣列，高精度的設計能夠大幅降低插入損耗。
可重構型傳輸陣列
可重構型傳輸陣列的特點在於能夠電子控制相位調整，實現波束控制。這種設計的靈活性使其可以按需調整焦點方向，是未來智能通信系統的重要組成部分。雖然可重構設計能提供更多的應用場景，但也帶來了組件成本的增加以及設計複雜度的提升。
透過使用PIN二極管，可重構型傳輸陣列能以低於1 dB的插入損耗實現快速的相位重構。
應用潛力與未來展望
透過將傳輸陣列天線與其他天線技術結合，未來的系統可以有效提升傳輸效率和穩定性。例如，結合了相控陣列天線的透視設計，就展現了更佳的直接ivity和更小的形狀，這使得其在各個領域中，特別是在無線通信和雷達系統中都能廣泛應用。
結論
隨著技術不斷進步，傳輸陣列天線的應用潛力正在快速增長。這種創新的天線設計不僅提升了波束聚焦能力，也有助於減少能源損耗及提高系統性能。最終，未來的通信系統究竟會如何整合這一技術，並帶來哪些變革呢？
