毫米波与太赫兹方向图可重构天线研究

发布时间：2022-01-20 18:10

　　无线通信技术的高速发展使得微波频段的频谱利用趋于饱和,加紧对毫米波甚至太赫兹频段的研究和部署变得尤为重要,而新一代的无线通信系统往往要实现更多的功能,也对天线提出了更高的要求。为了使天线满足多变的系统要求、灵活应对各种环境,毫米波与太赫兹可重构天线的研究已经迫在眉睫。石墨烯作为一种新型碳基材料,自发现以来就由于其独特的性能受到极大关注。它是目前为止发现的最薄而且强度最高的材料之一,具有高透光性和高导热性,最重要的是它不仅具有超高的载流子迁移率而且电导率可随外部偏置电压改变。这使得石墨烯可以弥补传统可调器件（PIN二极管、变容二极管）无法用于毫米波和太赫兹频段的缺陷,为可重构天线设计提供了新的途径。本文的主要研究内容如下:1.介绍了石墨烯及国内外方向图可重构天线的研究现状。阐述了石墨烯的特性及其电导率模型,为后续工作提供了理论支撑。2.提出了一种工作于5.9GHz的开关可切换天线。该天线以微带准八木天线为基本单元,将四个单元通过一个一分四的功分结构相连。每一路微带线上都设计有石墨烯接地结构,通过调节石墨烯的方阻从3000Ω/sq变化到300Ω/sq,天线可以实现全向辐射与不辐射两种状态之... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

亲水和亲有机石墨烯纳米片在低倍和高倍电子显微镜下的图像

图 1.2 亲水和亲有机石墨烯纳米片在低倍和高倍电子显微镜下的图像随着技术的发展，利用化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition, CVD）法制备大面积的单层石墨烯薄膜。2015 年，法国里尔大学的 G.Deokara,J.A一种高质量 CVD 石墨烯的生长和转移[16]。他们的创新点在于仔细的预退火优化了生长期间2H 流量的优化来获得高质量的单层石墨烯。在 CVD 石墨过程中，使用改进的湿化学石墨烯转移工艺转移生长的石墨烯，解决了传统中由于聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的使用对石墨烯造成的缺陷。用这种方成 CVD 石墨烯向任意介质基板的转移，而且没有金属污染物残留、没有任的缺陷（由石墨烯下面的水引起的裂缝，孔或褶皱）和 PMMA 残留物。为转移到 Si 基底上的 CVD 石墨烯，图 1.3（b）为它的拉曼光谱图。

4 石墨烯导电薄膜及其制成的天线（a）导电薄膜（b）高倍电子显微镜下（c）导电薄膜与铜制成的天线（d）天线的反射系数对比图，东南大学陆卫兵教授团队还提出了一种石墨烯三明治结构[18]。明治结构由上下两层的 CVD 石墨烯薄膜和中间浸有导电液的纸所现可以增大衰减器的调制范围，实现了石墨烯在微波毫米波频段的了基于这种结构的基片集成波导（Substrate IntegratedWaveguid，衰减器的频率范围为 7~14.5GHz，当偏置电压从 0 变为 4V 时，为 2~15dB，且具有稳定的 7.5GHz 的带宽。

【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯材料及其应用[J]. 曹宇臣,郭鸣明.  石油化工. 2016(10)
[2]改进型Vivaldi天线[J]. 李鹤言,李萍,蒋旭东.  电子科技. 2011(07)

博士论文
[1]超宽频带锥削槽天线及阵列的设计与实现[D]. 王乃彪.西安电子科技大学 2009



本文编号：3599285