任万春 陈锶 高杨 李君儒 彭春瑞

（1. 西南科技大学信息工程学院，绵阳 621010；2. 重庆大学光电工程学院，重庆 400044；3. 电子科技大学电子科学与工程学院，成都 610054）

引 言

天线是无线通信设备射频(radio frequency, RF)前端的基础元件，通过将传输线上的导行波与自由空间传播的电磁波相互转换，实现无线电波的辐射与接收，广泛应用于智能手机、便携式设备、RF识别系统、雷达等通信设备. 5G通信等新技术的飞速发展，对天线性能的要求日益提高. 天线朝着小型化、定制化、智能化等方向持续发展，面临以下原理性难题：尺寸微缩难(大于λ0/10)、阻抗匹配难(镜像电流反射)、辐射效率低(电流欧姆损耗)等[1].

近年来，在美国国防前瞻研究计划局(Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA)“机械天线”(A MEchanically Based Antenna, AMEBA)项目[2-3]等的推动下，对机械天线的探索日益深入[4-5]. 研发机械天线的初衷是为了针对甚低频(very low frequency, VLF)频段(3～30 kHz)透地/水下报文通信、特低频(ultra low frequency, ULF)频段(0.3～3 kHz)单兵远程通信发射天线的战略需求，实现机械天线机理“从0到1”的颠覆性创新. 本文的分析表明，机械天线具有更深远的意义——将为常规天线的原理性桎梏提供一个可根治的全新方向和可能.

本文基于器件物理本质首次准确定义的“体声波(bulk acoustic wave, BAW)介导的磁电(magnetoelectric, ME)耦合天线(简称BAW ME天线)”概念，就是一种新型的“磁源型”天线或机械天线. 现有研究已证明BAW ME天线在技术上的可行性[6-8]，但知识体系还远未确立，基本概念极为含混. 为此，本文在深入认识机械天线物理本质的基础上，对其进行了理论溯源、分类梳理；并以BAW ME天线为典型案例，综述……