[发明专利]基于石墨烯的方向图可重构的天线

说明书

技术领域

本发明涉及太赫兹通信技术领域，尤其涉及一种基于石墨烯的方向图可重构的天线。

背景技术

近年来，随着卫星导航、卫星通信的快速发展和广泛应用，天线作为这些系统的前端设备，其性能指标的优劣，对于卫星通信手持终端和射频识别读卡设备的性能起着极其重要的作用。然而，现有的天线采用金属贴片的方式进行方向重构，由于金属光电效率低，需要庞大的馈电网络设计才能实现天线方向图可重构。因此，有必要设计一种基于石墨烯的方向图可重构的天线，利用石墨烯优异的光电效率来实现天线的方向图可重构，降低馈电网络的复杂度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于石墨烯的方向图可重构的天线，旨在解决现有技术中的无法实现基于石墨烯元件对方向图上进行重构的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于石墨烯的方向图可重构的天线，包括设置在介质板上表面的激励源、两个寄生枝节贴片及一个偶极子天线，其中：

所述基于石墨烯的方向图可重构的天线关于第一中心轴线左右对称，并关于第二中心轴线上下对称，所述第一中心轴线为穿过介质板的圆心且方向为垂直方向的连线，所述第二中心轴线为穿过介质板的圆心且方向为水平方向的连线；

两根寄生枝节贴片分别设置于所述第一中心轴线左右两端，所述两根寄生枝节贴片均与第二中心轴线垂直，所述偶极子天线设置于第一中心轴线上，且所述激励源设置于第一中心轴线及第二中心轴线的交点位置；

每个寄生枝节贴片包括一根条形金属贴片及两个第一石墨烯贴片，每根条形金属贴片由两个第一石墨烯贴片分割为三段；及

所述偶极子天线包括两根梯形金属贴片及两根第二石墨烯贴片，其中，每根梯形金属贴片的上底与一根第二石墨烯贴片的一端连接，每根第二石墨烯贴片的另一端均连接至激励源。

优选的，所述介质板的厚度为1μm及介电常数为3.8，所述介质板为圆形的透明玻璃基板。

优选的，每根条形金属贴片的头尾两段的长度相等。

优选的，所述两根寄生枝节贴片与所述第一中心轴线的距离相等。

优选的，所述梯形金属贴片为等腰梯形结构，所述梯形金属贴片的上底的宽度与所述第二石墨烯贴片的宽度相等。

优选的，所述第一石墨烯贴片的高度与所述第二石墨烯贴片的高度相等。

优选的，所述梯形金属贴片的上底的宽度为W₁、下底为W₂、高度为L₁，所述第一石墨烯贴片的高度为W₃、宽度为W₄，所述条形金属贴片的宽度为W₄、高度为2×W₃+2×L₃+L₂，所述第二石墨烯贴片的宽度为W1、高度为W3，每根寄生枝节贴片与激励源之间的距离为L4，其中，W₁为2微米、W₂为6微米、W₃为1.6微米、W₄为2微米、L₁为22微米、L₂为28.4微米、L₃为21.2微米及L₄为14.9微米。

相较于现有技术，本发明所述基于石墨烯的方向图可重构的天线通过左右两个寄生枝节贴片中的第一石墨烯贴片上化学势的变化，可以实现对方向图的重构，有利于通信系统在信号接收或发射时方向的切换。

附图说明

图1是本发明基于石墨烯的方向图可重构的天线优选实施例的结构示意图。

图2是本发明基于石墨烯的方向图可重构的天线通过电磁仿真软件仿真时反射系数的S参数结果示意图。

图3是本发明基于石墨烯的方向图可重构的天线通过电磁仿真软件仿真时的XOY面的方向示意图。

图4是本发明基于石墨烯的方向图可重构的天线通过电磁仿真软件仿真时的YOZ面的方向示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释，本发明并不局限于以下实施例。

参考图1所示，图1是本发明基于石墨烯的方向图可重构的天线优选实施例的结构示意图。

在本实施例中，所述基于石墨烯的方向图可重构的天线1包括设置在介质板10上表面的激励源14、两个寄生枝节贴片20及一个偶极子天线30。