兰卡斯特大学全资助博士项目：集成无线感知、通信与充电的智能多功能天线系统

【项目介绍】 向第六代（6G）无线网络和先进空间系统的演进正在推动对更高效、更智能无线技术的需求。一个关键的新兴概念是集成感知与通信（ISAC），它使无线系统能够利用共享的频谱、硬件和波形同时进行数据传输和环境感知。这一范式消除了对独立基础设施的需求，支持广泛的应用场景，包括智能家居、室内监测、人体活动识别和智能空间系统。

ISAC的重要性在正在进行的标准化活动中得到了凸显。ETSI已定义了关键的ISAC用例和架构，而3GPP Release-19引入了感知使能服务及相关性能指标，如精度、延迟和可靠性。这些发展反映了对多功能和资源高效无线系统日益增长的需求。

然而，当前的解决方案通常依赖于多个独立设备来实现通信、感知和无线能量传输，导致成本、复杂性和能耗的增加。本项目旨在通过开发一个能够支持所有三种功能的单一智能天线平台来解决这些挑战。

本项目将研究漏波天线及其阵列作为集成感知、通信和无线能量传输的统一硬件平台。漏波天线因其固有的频率依赖性波束扫描能力而具有独特优势，无需复杂的波束成形网络即可实现动态空间覆盖。

项目将分四个阶段推进：首先设计具有改进波束扫描性能的先进创新漏波天线及阵列；然后开发用于测向和运动检测等应用的毫米波感知平台；在此基础上，研究将在统一天线系统内集成感知与通信功能，并与新兴的6G标准保持一致；最后，将扩展平台以支持同时无线信息和能量传输（SWIPT），最终形成一个完全集成、经过实验验证的多功能系统。

【研究方法】 本项目结合理论研究、仿真模拟和实践实验工作。您将： • 使用全波电磁仿真工具设计和优化天线结构 • 使用先进测量设备制造和测试天线原型 • 使用软件定义无线电和毫米波硬件开发系统级原型 • 在通信、感知和能量传输领域进行实验性能评估 • 分析系统功能之间的权衡并优化整体性能

【研究环境】 本项目将由兰卡斯特大学工程学院天线与感知研究组主办。您将可以使用最先进的设施，包括： • 新建的电波暗室（0.6–40 GHz），具备近场和远场测量能力 • 亚太赫兹近场扫描仪（75–140 GHz） • 5G Ka波段、W波段和D波段上/下变频器 • 用于快速原型的软件定义无线电 • 5G Ka波段数字波束成形平台 • 配备GPU加速的高性能工作站 • 全波仿真软件

这一环境为在尖端射频和无线系统研究中获得理论知识和实践技能提供了绝佳机会。

【预期成果】 本项目将产出： • 具有改进波束扫描性能的新型漏波天线和阵列设计 • 全功能的毫米波感知平台 • 与新兴6G标准一致的集成ISAC系统原型 • 支持SWIPT的多功能无线系统 • 多篇发表在IEEE顶级期刊和会议的高质量论文

该研究将为未来智能连接解决方案做出贡献，应用于智能家居、医疗健康、自主系统和空间技术等领域。

【申请要求】 申请人通常应持有相关学位课程的英国荣誉学位（二等一级或以上）或同等学历。我们鼓励所有族裔背景的候选人申请。

【申请材料】 有意申请的候选人应在截止日期前提交个人简历（CV）以及阐述个人背景和本项目适应性的个人陈述/求职信。

【资助信息】 本博士奖学金为期3.5年，为英国本土学生提供全额资助。包括按UKRI标准发放的免税生活津贴（2025/26学年为20,780英镑，每年根据UKRI调整递增）以及英国本土标准的大学学费。该奖学金面向英国和国际申请人开放，入学时间为2026年10月。国际申请人需支付更高的学费，如申请成功，需自行承担学费差额。

【联系方式】 如有非正式咨询，请联系Lei Wang博士（lei.wang@lancaster.ac.uk）。