5G网络的发展将移动通信从人与人之间的连接演进到人与物、物与物的全场景连接，在5G全场景连接的基础上，6G将进一步实现万物互联，并建立多层级、全覆盖的无缝连接。未来“空天地一体化”通信系统对大规模天线阵列的设计提出了更高的要求，为保证复杂环境下5G/6G通信信号的有效覆盖，能够实现波束赋形和波束扫描的相控阵天线成为了通信天线的发展方向，需要天线阵列能够在有限的空间内排列尽可能多的天线单元。
北航谢拥军教授课题组获深圳虚拟大学园2021年自由探索类基础研究项目专项资金资助项目《面向未来通信网络的新型高增益天线阵列》将开展前沿研究：当天线阵列部署的物理尺寸受限时，如何在有限的空间内排列尽可能多的天线，并实现高增益？
谢拥军教授课题组
瞄准未来网络发展
在“小口径 高增益”天线阵列领域
进行了深入研究
根据传统的口径原理，天线阵的增益与其口径面积成正比，更高的增益就需要更大的口径面积，小口径面积与高增益是一个矛盾体。因此，同时实现小口径、高增益需要从天线的设计理论上进行新的突破。鉴于此，谢拥军教授课题组创新性的在传统口径原理中引入长度分量，提出了三维口径原理。根据三维口径原理，天线的增益不仅与其口径面积成正相关，还与其长度成正相关，因而，能够在安装空间面积受限的情况下通过增加天线长度来实现更高的增益。突破传统天线阵列辐射口径基本理论，实现小口径、高增益。
论文：Dai, L., Xie, Y., Wang, H., & Wu, P. Three-dimensional aperture principle for end-fire radiation antenna array[J]. AIP Advances, 2021, 11(2): 025116.
基于三维口径理论，谢拥军教授课题组提出了一种小口径，超增益的表面波天线及天线阵列，利用长度方向表面波的相互作用，突破传统口径原理限制，实现超口径增益。该天线单元能够在仅占用0.1λ2口径面积的情况下实现超过10dBi的增益，四单元天线阵列在口径面积仅0.4λ2的情况下实现14.7dBi的增益。
论文：Dai, L., Xie, Y., & Wang, H. A Low-Profile End-Fire Conformal Surface Wave Antenna with Capacitive Feed Structure[J]. Sensors, 2020, 20(24): 7054.
专利：谢拥军,王淮. 一种新型馈电的超低剖面表面波天线[P]. 北京市：CN109888466B,2020-11-03.
项目课题组
谢拥军
北京航空航天大学
电子信息工程学院
教授、博士生导师
1996年1月获得西安电子科技大学电磁场与微波技术专业博士学位，1998年3月至2001年10月在美国得克萨斯大学和杜克大学担任博士后副研究员，2002年起担任西安电子科技大学教授、博士生导师。2010年入职北航担任教授、博士生导师。长期从事天线与微波工程、计算电磁学及应用等方面的研究。发表论文260余篇，其中SCI检索100余篇。出版专著教材8本。
课题组将进一步围绕未来通信系统中天线阵的应用需求，研究适用于三维大规模天线阵列的高增益、小口径天线单元，并研究低互耦、超增益的密集组阵方法。
天线按组阵规模由小到大可分别应用于终端、车载、基站乃至卫星通信等场景，有望应用于未来“空天地一体化”通信网络的全链路中。
