面向UWB-MIMO系统终端多天线设计的电磁建模研究

本项目针对UWB-MIMO通信系统终端具有多平面分层、多通孔、和多精细结构的高度集成化的多天线进行高效电磁建模。具体地1)针对UWB-MIMO微带天线既有微带贴片又有许多通孔的几何结构，设计一种新型的跨层转移（Cross-Level Translation）格林函数插值技术(CLT-MLGFIM)用于高效计算通孔与贴片，贴片与贴片以及通孔之间的相互作用；2）研究具有混合单元的环-树基函数技术以避免由于多天线中精细结构如细长馈线和通孔的存在而导致的矩量法数值崩溃；3）在已建立的严格的窄带MIMO信道模型的基础上研究存在多个子载波情况下具有复杂多天线的UWB-MIMO理论信道容量的计算，并研究多天线中宽带天线单元的空间位置，极化取向，其中寄生部件存在时对整个系统容量的影响。该研究一方面为UWB-MIMO多天线设计提供实用经验，另一方面在计算电磁学快速算法的研究中，探索一条新道路。

本项目针对UWB-MIMO 通信系统终端具有多平面分层、多通孔、和多精细结构的高度集成化的多天线进行高效电磁建模。通过本项目研究主要获得了以下学术创新：1）开发出了一种新型的跨层转移（Cross-Level Translation）格林函数插值技术(CLT-MLGFIM)即Q3D-MLGFIM，用于高效计算通孔与贴片，贴片与贴片以及通孔之间的相互作用；2）设计出了一种新型的优化匹配网络用于提高MIMO信道容量；3）提出了一种新的UWB编码调制技术可以大大地减少UWB脉冲通信的通信误码率，该成果所写会议论文在2012年ICCT2012会议上获得最佳论文奖；4）在计算电磁学的多层格林函数计算方面提出了一种多重GPOF算法用于高效且稳定地计算波导结构中的多平面分层格林函数；5）在我们室内信道模型基础上，提出了一种基于电子地图可用于精确定位的反向射线循迹方法；6）在计算电磁学的高频往光方向方面还研究了表面等离子体的电磁近场性质及应用，发现了损耗和后向耦合对超级透镜超分辨率成像的正面影响，以及第一次使用了一种新近提出的积分方程来高效稳定地计算纳米等离子体颗粒光散射。