多频段共口径天线阵列为现代多制式通信系统集成提供了高效的口径复用方案，通过在有限空间内集成多个工作在不同频段的天线，显著提升了系统容量与频谱利用率。然而，在紧凑布局的共口径阵列中，不同频段天线单元之间的遮挡效应会导致严重的辐射性能恶化，尤其是高频单元的方向图畸变和增益下降等问题。因此，如何在不大幅增加阵列尺寸与剖面高度的前提下有效恢复受损辐射特性，成为推动共口径天线实用化的关键技术难题。
针对上述问题，西安电子科技大学雷达探测感知全国重点实验室吴边教授课题组近期提出一种基于多阶响应传输结构的宽带/多频段共口径阵列设计方法。该方法通过在低频天线设计中引入具有多阶响应的复合传输结构，替代传统的单阶通带电磁透明天线，在保持低频天线正常辐射的同时，实现对中高频天线的宽频带电磁透明特性。并在双频段共口径阵列（DSA）和四频段共口径阵列（MSA）中得以验证：DSA采用贴片-网格-贴片结构，在低频段实现宽频带辐射，并在1.6–2.8 GHz范围内形成二阶通带，显著恢复高频阵列方向图；MSA则采用折叠环-网格-折叠环结构，在1.7–2.1 GHz、3.3–3.8 GHz和4.8–5.1 GHz三个频段形成通带，进一步扩展了系统兼容性，构成了四频集成阵列。该方法构建了基于多阶响应的共口径阵列设计方法，具有设计流程简单、性能稳定、可扩展性强等优点，为多代移动通信系统共存的基站天线设计提供了重要参考。
相关研究成果以“Design of Wideband and Multiband Shared Aperture Array With Multiorder Response”为题，发表于IEEE Transactions on Antennas and Propagation,2025,73(11):8490-8504, DOI: 10.1109/TAP.2025.3590878。雷达探测感知全国重点实验室博士生殷娇为论文的第一作者，吴边教授为通讯作者。
图1 双频与四频带共口径阵列构成及工作原理
图2 双频与四频带共口径阵列实物测试图
图3 四频共口径阵列方向图保形与实测结果
作者简介：
殷 娇
西安电子科技大学电子工程学院雷达探测感知全国重点实验室博士研究生，导师吴边教授，于2020年和2023年分别获得西安电子科技大学学士和硕士学位，主要研究方向为多频集成共口径天线、阵列去耦和电磁超表面设计等。在IEEE TAP、OE、IEEE AWPL等国际权威期刊发表学术论文12篇，其中第一作者发表中科院一区/二区SCI论文5篇，申请/授权发明专利3项。曾获两次国家奖学金、西电优秀博士学位论文基金资助、第二十届中国研究生电子设计竞赛全国二等奖和西北赛区一等奖、商业计划书专项赛初赛全国一等奖、“华为杯”第十八届中国研究生数学建模竞赛全国二等奖、美国大学生数学建模竞赛Meritorious Winner。
