作者：?祝雷1?and?劉能武2

1. University of Macau

2.?Xidian University

多模諧振(MMR)技術是天線實現高性能、多功能、多通道的重要方法之一。本文揭示了天線多模諧振技術的基本原理，闡述了多模諧振技術在天線阻抗特性調控與輻射特性調控等方面的研究進展，介紹了多模諧振技術在可穿戴通信、無線能量傳輸、多端口輸入輸出等系統中的應用與推廣，旨在為天線行業發展提供新技術與新思路。

圖1 從濾波器多模諧振技術到天線多模諧振技術

當前，無線通信技術的飛速發展迫使裝備系統日趨平面化、共形化、多頻化、多功能化、一體化等。因此，核心部件天線亟需具備高性能、多功能、多通道等特性。針對傳統諧振式天線，其存在主模與諸多高次模，然而多數研究者聚焦于天線主模、忽略了天線高次模，導致高性能、多功能、多通道天線設計面臨諸多瓶頸問題。在此背景下，多模諧振技術被逐漸提出并廣泛應用。

早期，多模諧振技術廣泛應用于濾波器綜合設計中，近些年被拓展到天線領域，其核心思想是激勵并調控多個諧振模以實現天線阻抗特性與輻射特性的顯著提升。天線多模諧振技術主要面臨以下難題：1) 不同模式離散分布，導致其諧振頻率比大且相互關聯；2) 高次模內場變化劇烈，導致其輻射方向圖畸變嚴重；3) 模式內場存在對消現象，導致多模輻射能力強弱不一。為解決上述難題，研究團隊開展了天線多模激勵與抑制準則、等效電路構建模型、等效磁流調控模型等方面的工作，從而構建出天線多模諧振技術的基本原理，以高效指導高性能、多功能、多通道天線設計。

在此篇綜述文章中，基于上述基本原理，我們首先介紹了多模諧振技術在天線阻抗特性調控方面的最新研究進展，主要涵蓋了天線寬帶化、多頻化、多端口解耦等方面；其次，介紹了多模諧振技術在天線輻射特性調控方面的最新研究進展，主要涵蓋了天線高增益、寬波束、多波束、多極化、低交叉極化、濾波及漏波等方面。上述研究成果有望為新天線、新性能的研制提供借鑒思路。

總結與展望

多模諧振技術成功將“不可用”模式轉變為“可用”模式，提升了天線可用模式數量，因此在高性能、多功能、多通道天線設計中具有諸多優勢。近些年，盡管研究者們在此方向取得了諸多研究成果，但是仍然存在一些問題亟待解決。首先，大規模陣列天線中復雜模式的分析與調控問題；其次，復雜頻率選擇表面的多模調控與復用問題；然后，高精度移相器件的多模綜合問題；此外，多模諧振技術在傳感器、生物醫療、物聯網、空天地通信等多制式一體化系統中的應用推廣問題。鑒于此，期待更多研究者參與多模諧振技術中。

編輯：黃飛

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