我院杜志侠副教授在微波领域权威期刊《IEEE Transactions on Antennas and Propagation》(中科院SCI一区TOP,IF= 5.8)发表研究论文,题为《An Efficiency Enhancement Method for Compact Active Integrated Antenna in Ultra-Wideband Vehicular Communication》。

随着智能网联汽车与高速车辆通信的快速发展,车载无线系统需在复杂移动环境中实现低延迟、高可靠的广域覆盖。有源集成天线能够将功率放大器与辐射单元深度集成,是提升发射功率与系统紧凑性的关键技术。然而,传统设计难以在超宽带内同时实现高功率效率与小型化,面临带宽与效率相互制约的普遍挑战。针对这一核心难题,研究团队创新性地提出了 “多功能天线-电路协同融合” 的一体化设计理念。团队设计了一款多功能无源天线单元,使其不仅作为辐射器,更直接充当功率放大器的最优负载匹配网络与谐波相位调控网络。通过在天线地平面中创新性地引入一种改进的缺陷地结构与圆形开路枝节相结合的混合结构,有效地实现了在超宽频带(1-3 GHz)内对二次谐波相位的控制,使功放工作在高效的连续Class-J模式,减少了电路/插入损耗与电路尺寸,在系统层面实现了“减耗增效”。实验结果表明,基于该方法研制的有源集成天线样机在1-3 GHz的超宽带范围内功率附加效率始终高于54%,峰值效率高达66.7%,最大等效全向辐射功率达到44.4 dBm,并在整个频段内保持了稳定的全向辐射方向图。与现有技术相比,该设计在保持极高效率的同时,实现了显著的带宽提升与结构简化,为核心射频前端的高性能、高集成度发展提供了全新的设计思路与技术途径。

在实际应用方面,该研究成果可广泛应用于智能网联汽车通信、低功耗物联网基站以及紧凑型宽带无线传输系统等领域,也推动了有源集成天线技术向更微型化、更智能化的方向发展,具有重要的工程应用价值。
本论文工作由集成电路学院杜志侠副教授、23级硕士研究生陈浩强等人完成。广东工业大学集成电路学院为论文的第一完成单位。
[1] Du, Zhi-Xia; Chen, Haoqiang; Chen, Zhuozhu; Wu, Qiong-Sen. An Efficiency Enhancement Method for Compact Active Integrated Antenna in Ultrawideband Vehicular Communication. IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, 2025, 73(10):8232-8237.