文章导读
2026年开年，中国科研团队在天线技术领域引发国际关注。上海交通大学耿军平研究员团队提出的“全金属双端口相模天线”，凭借高达98%的辐射效率与±90°超宽角扫描能力，成功入选“2025年度十大天线技术进展”。这项突破性技术不仅解决了传统相控阵扫描范围受限、效率骤降的难题，更以纯金属结构实现高性能稳定输出，为未来雷达、卫星通信与6G移动通信提供了全新技术路径。其成果已获IEEE权威期刊录用，实测4×4阵列效率最高达94.5%，宽角扫描性能远超现有主流设计。
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2026年1月16日，The Antennas Academy公布“2025年度十大天线技术进展”，上海交通大学集成电路学院（信息与电子工程学院）耿军平研究员等完成的“全金属双端口相模天线与相控阵列”成果成功入选。
成果名称：全金属双端口相模天线与相控阵列 (An All-Metal High-Efficiency Wide-Angle Scanning Phased Array Based on Dual-Port PMA)
该成果已被IEEE Transactions on Antennas and Propagation录用，并提前公开（early access）。
Xudong Tang, Jianzhong Chai, Han Zhou, Xuepeng Li, Heci Liu, Jinke Shi, Mingxia Meng, Zhenhao Zhang, Huasheng Zhao, Junping Geng, Chong He, Ronghong Jin, GuoLin Tong， “An All-Metal High-Efficiency Wide-Angle Scanning Phased Array Based on Dual-Port PMA,” in IEEE Transactions on Antennas and Propagation (early access).
通讯作者: Junping Geng (gengjunp@sjtu.edu.cn)
主要完成人：耿军平、唐旭东、柴建忠、周晗、李雪鹏、刘合赐、史进科、孟明霞、张振浩、赵华胜、贺冲、金荣洪、童国林
完成单位：上海交通大学、中航工业第一飞机设计研究院
项目简介：
针对传统相控阵天线波束扫描范围窄，且扫描过程中效率恶化严重的问题，耿军平研究员团队提出一种全金属结构的高效率双端口相模天线，并扩展构建了大角度扫描阵列。该双端口相模天线单元口径大小仅为0.32λ × 0.28λ，并通过调节端口间相位差，可激励出不同的特征模模式及其线性叠加的混合模，实现了天线单元方向图波束从圆锥波束到轴向波束的连续过渡。据此，该相模天线可在单元层面完成二维波束扫描，主波束在xoz平面的扫描范围可达 ±45°，在yoz平面的扫描范围可达 ±48°。进一步地，本文引入一种基于凋落模的新型去耦技术，使该双端口相模天线的端口隔离度超过 30 dB。得益于全金属结构与高端口隔离度的双重优势，该天线在任意工作模式下的总辐射效率均可保持在98%以上。基于该相模天线单元，设计并加工了一款 4×4 平面相控阵。通过增大阵元间距并引入缺陷接地结构，阵元间的互耦效应被显著抑制，阵列效率得以提升。实测结果表明，该 4×4 阵列在xoz平面可实现±66°的宽角扫描，在yoz平面的扫描范围可达±90°，且阵列总效率介于79%~94.5% 之间。这证明了该相模天线具有很好的高效率宽角扫描应用潜力。
作者： 集成电路学院（信息与电子工程学院） 供稿单位： 集成电路学院（信息与电子工程学院）
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