石墨烯太赫兹天线与栅格型封装天线的设计研究

发布时间：2020-06-12 16:36

【摘要】：石墨烯是一种由单层碳原子聚集而成的蜂窝状平面结构,作为一种新型材料,石墨烯因在太赫兹波段有着出色的电可调性能广泛用于太赫兹可重构天线、滤波器、频率选择表面等领域。另一方面,封装天线是一种通过封装材料或工艺在IC封装上集成天线或天线阵来实现电磁波传输的天线设计方案。和传统的芯片天线解决方案相比,封装天线有着更好的系统性能、更小的PCB占用面积,进而广泛受到科研人员的关注。本论文研究了石墨烯太赫兹天线和封装天线的设计和应用,具体工作内容和创新如下:1.设计了基于石墨烯的涡旋波透射阵列天线,通过改变阵列中石墨烯的化学势进而影响石墨烯的表面阻抗,在保证透射强度稳定的同时改变不同扇区的透射相位,将入射平面波转换成携带特定模式轨道角动量的涡旋无线电波,并通过调节石墨烯的化学势调节不同位置石墨烯的表面阻抗,实现透射涡旋波模式的转换。2.构建了基于石墨烯的双频带可调频率选择表面,通过多层FSS结构组成双频带石墨烯频率选择表面,并利用等效电路法对其进行计算,通过结构优化改进了双频带频率选择表面的性能,得到最终结构。可通过改变石墨烯电化学势实现不同的频带。3.基于LTCC工艺设计了三频段封装天线中的30GHz栅格天线,本设计考虑了3GHz、120GHz天线及其他外界因素对30GHz频段天线的影响,并在增加了天线罩的条件下对栅格阵列天线进行了优化。
【图文】：

电磁波的自旋角动量即为光束的极化特性，而电磁波的轨道角动量对应着光束中的涡旋相位分布。涡旋波的传播具有相位奇异性，在涡旋中心处场强幅度为零，相位波前沿传播方向上呈现螺旋状，如图1-1所示。决定相位波前的是

又很好地避免了炉内微波辐射泄露影响我们的健康。微波炉的门罩就是FSS的典型示例，，它由一块透明板加一层由0.1-0.35 mm厚的周期性穿孔铝板做成的微波屏蔽材料组成，如图1-2所示。除此之外，FSS还在雷达天线罩[20]、电路模拟吸收器[21]等方面有应用。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN820

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本文编号：2709809