伴随着人们在互联网社交,人工智能,物联网等领域的不断开拓,人们对无线传输系统的时效性和大信息量传输的要求不断提高,对通信设备天线的小型化、宽带化和多功能性也提出了很高的要求。液态金属拥有独特的可塑性,以之为基础的液态可重构天线的设计突破了传统固态天线小型化、宽带化和多功能设计的局限性,为天线可重构的发展提供新的技术途径;为此,本文基于对液态金属的物理化学特性的研究分析,重点提出了利用液态金属物化特性设计液态金属可重构天线的技术方案,并设计了频率可重构的液态金属天线,完成了相关理论及试验工作。本文的主要研究内容为:(1)研究了液态镓铟合金与氢氧溶液和过氧化氢溶液接触时,其表面化学反应的机理,探索了表面化学反应作用下液态金属表面张力的演化规律;在上述研究基础上,创新性的设计了针对液态金属导体柱的表面化学反应式溶液开关,进而可控制镓铟合金的续流与断流,为可重构天线的设计提供了新的技术途径。(2)利用表面化学反应式溶液开关,设计了一款频率可重构的半波振子液态金属天线,研究了天线结构、材料等关键物理、几何参数对天线特性的影响。仿真结果表明:所设计的天线具有三种工作模式:模式一的天线的工作中心频率为2.55GHz,天线带宽为2.3GHz—2.9GHz、相对带宽为23%,模式二的天线的中心工作为频率为2.15GHz、天线带宽为1.96GHz—2.4GHz,相对带宽为20%,模式三的天线的中心工作为频率为1.96GHz,天线带宽为1.72GHz—2.15GHz,相对带宽为22%;通过三种模式的调控实现了天线频率的可重构。(3)研究了微流通道中液态镓铟合金在电应力驱动作用下,镓铟合金形态变化的电化学反应机理,分析了微流通道直径、电解质溶液的关键几何、物理参数对电应力驱动下镓铟合金形态的影响,确定出天线振子结构和电解液浓度设计的初始值,为电化学反应式液态金属天线的设计提供了理论基础。(4)利用电化学机理驱动液态金属的方法,设计了一款频率可重构的液态金属角反射天线,并修正了该角反射天线谐振频率模型。该天线振子结构为电解池结构,利用电化学反应实现天线的可重构。仿真结果表明:微流通道中电解质溶液的长度、反射器与辐射导体的距离、玻璃管的介电常数为影响天线性能的主要因素,所设计天线工作频率可覆盖0.74GHz—1.7GHz,其中天线在各工作频率下都可经过天线结构的调整满足天线良好的阻抗匹配和辐射性能。