认知无线电中的光控可重构天线技术研究

Cognitive radio is an effective solution to the conflict between the increasing need of wireless communication and the decreasing resources of wireless spectrum. Aiming at the application of cognitive radio with the combination of optical control technology, cognitive radio and antenna design, this project develops research on application of optically controlled reconfigurable antenna technology for the cognitive radio system. The main areas of research include: (a) physical characteristics of photoconductive switch, and the ohmic contact between photoconductive switch electrode and chip; (b)design and realize frequency reconfigurable antenna and frequency and pattern reconfigurable antenna, emphasis on antennas structure; (c) emphasis on impact of photoconductive switch onto antenna performance and realization of automatic precision optical control after loading photoconductive switch onto reconfigurable antenna. The goal is to develop optically controlled reconfigurable antenna, which is capable of spectrum sensing within ultra wide band (3.1 GHz-10.6GHz), automatically communicable at the four frequency bands (WiFi, WLAN, 3.5GHz, etc.)as required by optical control, pattern reconfigurable at relevant frequency bands, and thus applicable to cognitive radio system. The research of this project is important for the development of cognitive radio system and antennas technology.

认知无线电是解决不断增长的无线通信需求与日益紧张的无线频谱资源之间矛 盾的有效途径。项目以认知无线电的应用需求为导向，将自动精确光控技术、认知无线电技术与天线设计紧密结合，开展认知无线电系统中的光控可重构天线技术研究。主要内容包括研究：（1）光导开关的物理特性及光导开关电极与光导芯片之间欧姆接触问题的研究；（2）设计并实现频率可重构天线、频率和方向图可重构天线，重点研究天线结构；（3）将光导开关加载到可重构天线，重点研究光导开关对天线性能的影响及自动精确光控的实现。研制出能在3.1GHz-10.6GHz 内实现频谱感知，也能根据需要，通过光控，自动地工作在WiFi、WLAN、3.5GHz 等四个不同的窄带，且能在相应的频段实现方向图重构的天线，使其能应用于认知无线电系统。本项目的研究对认知无线电系统和天线技术的发展具有重要意义。

认知无线电是解决不断增长的无线通信需求与日益紧张的无线频谱资源之间矛盾的有效途径。项目以认知无线电的应用需求为导向，将光控技术、认知无线电技术与天线设计紧密结合，开展认知无线电系统中的光控可重构天线技术研究。主要内容包括：（1）光导开关特性研究；（2）光控频率可重构天线研究；（3）方向图可重构天线研究。取得的主要成果包括：（1）研制出了三种频率可重构天线，分别能在3.1GHz-10.6GHz 内实现频谱感知，也能根据需要工作在WiFi、WLAN、WiMAX、ISM、卫星通信等三个不同的窄带的频率可重构天线，其可应用于认知无线电系统；（2）研制了三款平面方向图可重构天线，分别在2.45GHz和3.5GHz能根据需要使波束指向四个不同的方向；（3）设计了两个差分频率可重构天线，天线一可根据需要工作在2.2GHz和3GHz，天线二可分别工作在2.65GHz和3.5GHz；（4）研制了两款具有带阻特性的超宽带天线，天线一有三个阻带，天线二通过一对弯折偶极子实现了两个阻带；（5）研制了可工作在2.45GHz、5.2GHz和5.8GHz的三频MIMO天线，可应用于WLAN。本项目不仅研究了频率可重构天线和方向图可重构天线，还研究了差分可重构天线、带阻超宽带天线和多频MIMO天线，拓展了研究内容，对相关的天线进行了探索研究，有助于今后更好地开展天线方面的研究工作。