像素天線最基本的組成部分是組成天線結(jié)構(gòu)的像素貼片。這些像素貼片都是亞波長(zhǎng)的金屬,且各像素貼片通過(guò)開(kāi)關(guān)連接泞边,產(chǎn)生天線所需的阻抗和輻射特性。最普通的像素貼片的形狀是正方形疗杉,實(shí)際上也是最好的并且使用最多的形狀阵谚。像素天線的幾何形狀更加多樣化,可以通過(guò)的像素貼片組成各種不同形狀的平面結(jié)構(gòu)烟具,像素天線在概念上甚至可以擴(kuò)展到三維結(jié)構(gòu)梢什。
像素天線的設(shè)計(jì)一般分為驅(qū)動(dòng)區(qū)域和寄生區(qū)域。驅(qū)動(dòng)區(qū)域一般位于近端口區(qū)域朝聋,主要影響輸入阻抗嗡午;寄生區(qū)域的像素貼片通過(guò)與驅(qū)動(dòng)區(qū)域的像素貼片之間的耦合被激勵(lì),主要影響天線的輻射性能冀痕。通常情況下寄生區(qū)域的像素貼片占主導(dǎo)地位荔睹,其貼片所占的物理區(qū)域大于驅(qū)動(dòng)區(qū)域狸演。
常規(guī)的可重構(gòu)像素天線中,一般都是使用電小的大小相同的像素單元僻他,每個(gè)單元之間通過(guò)開(kāi)關(guān)連接严沥。但是,由于越靠近饋電端口中姜,天線表面的電流強(qiáng)度變化也越明顯消玄,開(kāi)關(guān)的通斷對(duì)天線輸入阻抗的影響也就越大。隨著距饋電端口的距離越遠(yuǎn)丢胚,開(kāi)關(guān)通斷狀態(tài)的改變對(duì)天線性能的影響會(huì)越小翩瓜。因此,在這種使用均勻尺寸像素單元構(gòu)成的可重構(gòu)像素天線中携龟,不同位置的開(kāi)關(guān)對(duì)天線可重構(gòu)性能的貢獻(xiàn)也不盡相同兔跌。
傳統(tǒng)的可重構(gòu)像素天線為了達(dá)到豐富的可重構(gòu)靈活性,就得需要大量的像素貼片和開(kāi)關(guān)峡蟋,這就大大增加了天線的復(fù)雜度坟桅,提高了加工成本和難度。為了解決這一難題蕊蝗,非均勻尺寸的可重構(gòu)像素天線被提出仅乓。隨著距饋電端口距離的增大,可以使用更大的貼片蓬戚,這樣不僅能夠均衡不同開(kāi)關(guān)通斷狀態(tài)變化對(duì)天線的影響大小夸楣,還能明顯地減少開(kāi)關(guān)的數(shù)量,降低天線的復(fù)雜度子漩。
不管對(duì)于均勻尺寸的像素天線還是非均勻尺寸的像素天線豫喧,每個(gè)像素貼片之間都要通過(guò)開(kāi)關(guān)連接在一起,然而為了進(jìn)一步的降低像素天線設(shè)計(jì)的復(fù)雜度幢泼,盡可能的減小開(kāi)關(guān)的數(shù)量紧显,可以根據(jù)像素天線的指標(biāo)要求,合理利用優(yōu)化算法缕棵,比如遺傳算法孵班,設(shè)計(jì)優(yōu)化像素貼片陣列布局方式,通過(guò)算法計(jì)算出開(kāi)關(guān)數(shù)量需求挥吵,對(duì)于不必要的開(kāi)關(guān)可以利用導(dǎo)線代替重父,減少開(kāi)關(guān)數(shù)量,達(dá)到降低像素天線設(shè)計(jì)的復(fù)雜度的要求忽匈。