与天线结缘之路

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1、与天线结缘之路　　当车上播放着实时更新的广播节目，当电视里出现五彩斑斓的动画人物，亦或是目前人人都离不开的手机导航，这些看似与天线毫无关联，却都是利用电磁波来传递信息的；而天线，作为一种无线电波的接收/发射器，在其中就恰恰充当着“桥梁”的关键之举。　　“无线通信都是以电磁波作为载体的，那么天线的主要功能就是发射和接收电磁波信号。所以.无线通信与天线是‘难舍难分’的关系。”上海交通大学电子信息与电气工程学院的副教授梁仙灵说。与天线结缘近15年，他在这条路上也愈发得心应手起来。情系天线　　“山不在高，有仙则灵。”

2、　　对梁仙灵来说，以勤奋和坚守为“灵”，一路至今，他所攀登过的“山路”上，也留下扎实的足印：从“线天线”到“微带、缝隙、介质等天线”，从“无源天线”到“有源天线”，从“天线理论”到“天线应用”。随着研究的逐渐深入，他与天线之间的“感情”也越来越浓厚。当然，梁仙灵也经历过最初的茫然懵懂。“高考填报志愿时，对电磁场与微波技术这个专业，我其实一无所知，只是在舅舅（西安电子科技大学周良明教授）的指导和建议下选择了西电这个专业。”梁仙灵谈道。　　2003年，梁仙灵作为研究生参与了中国电子科技集团公司第三十八研究所的综合

3、孔径雷达X波段微带相控阵列天线的合作项目。“尽管初涉课题，一切都是未知数.但我对微带阵列天线浓厚的兴趣使我信心满满。刚开始我就从导师钟顺时所著的《微带天线理论与应用》和大量国外有关的综合孔径雷达天线资料入手，每天除了睡觉和吃饭，其它时间基本上都在三十八所天馈部里看资料。大概一个月后，就开始综合孔径雷达天线的具体设计，然后就是大量的仿真、分析、总结、实验及验证等。”梁仙灵谈道。功夫不负有心人.在不到一年的时间里，他针对双极化单元的高隔离和低交叉极化，提出了多种创新性单元结构和馈电形式；又针对阵列的高隔离和低交叉

4、极化，提出了多种形式的网络布局和各种抑制技术，最终顺利完成了双极化微带阵列天线的研制，样机测试性能全部满足指标要求，部分性能甚至超出原定指标。研制的阵列天线成功应用于某机载综合孔径雷达系统，在汶川、玉树地震灾害灾情信息获取，以及国家西部测图工程等测绘任务中发挥了重要作用。此外，这些技术成果也是梁仙灵荣获全国优秀博士论文提名奖的一个主要成果部分。　　挑战工业天线设计　　“天线研究是一门更偏向于工程应用的专业。因此，对天线学者来讲，天线研究的一个重要价值是解决其在工程应用领域所面临的实际问题，实现其满足系统的要求

5、。从工程应用方面考虑，天线尺寸越小越好，这样可以小型化；带宽越宽越好，最好用一个天线把所有工作频段都覆盖；同时还要确保效率，保证通信性能。但天线的尺寸、带宽和效率之间存在矛盾，使三者往往难以同时兼得，这是天线学术界和工业界的一个难题。”梁仙灵说道。　　2007年，梁仙灵博士毕业后曾在一家外资企业从事无线终端手机天线和无线网卡天线的产品开发工作。不服输、不怕挑战的性格使他在外企短短6个月内就与多家公司共同竞争6款手机/网卡天线产品，并且在6款天线产品性能PK中全部胜出。其中他最引以为豪的是开发的USB无线网卡天

6、线。“跟常规手机天线相比，USB尺寸仅有它的十分之一。当usB无线网卡连接不同尺寸的笔记本，甚至同一个笔记本不同接口位置时，USB无线网卡天线的性能变化都非常大。”梁仙灵说道。经过多个方案的尝试和大量实验数据分析，梁仙灵提出将多层带线耦合技术和宽带匹配技术相结合，实现了其工作频段在GSM850/900/DCS1800/PCS1900/WCDMA上的全覆盖，解决了不同型号笔记本以及不同接口的USB无线网卡天线性能的稳定性问题。到后来，该天线在华为Vodafone移动无线网卡上大展拳脚，成为国内第一款USB移动无

7、线网卡产品。　　2008年底，梁仙?`加入上海交通大学电子信息与电气工程学院电子工程系。“车载数字电视天线项目”是他加入后参与的第一项课题。“许多轿车顶部都有一个像鱼鳍状的突起，其一功能就是用于数字电视通信，而要求天线小、效率高且带宽满足系统需求正是该项目的难度所在。”梁仙灵说道。基于USB无限网卡天线的开发经验，他提出融合带线耦合技术、加载技术和LC电路匹配技术等，实现了数字电视天线的超宽带、小尺寸和高效率性能的最大化。他开发的车载数字电视天线尺寸仅为0.06λI×0.06λI，在阻抗带宽（511～930M

8、Hz）内，天线效率达到20%。该研究成果在2010年葡萄牙里斯本举办的国际电小天线（IEEEiWAT）会议上获得了最佳论文奖，也是中国大陆学者首次荣获此会议的最佳论文奖。　　从汶川地震中获得启发　　众所周知，卫星地面站通信系统可通过向卫星发射信号，同时接收由其它地面站经卫星转发来的信号.具有通信范围大、不受气候以及地域环境的影响等多种优势。“2008年汶川地震时，整个地震灾区的基站通信系统全部受损，