[实用新型]一种基于石墨烯的同轴动态可调衰减器

说明书

本实用新型公开了一种基于石墨烯的同轴动态可调衰减器，属于衰减器技术领域，包括同轴线，同轴线包括同轴外导体，在同轴外导体内设置同轴介质层，在同轴介质层中心轴向设置同轴内导体，在同轴介质层中嵌入设置石墨烯三明治结构。本实用新型的一种基于石墨烯的同轴动态可调衰减器，该衰减器由同轴线和石墨烯三明治结构构成，具有可动态调节的衰减量、较低的回波损耗、频带内较高的衰减平坦度；衰减器可以通过调节石墨烯的电导率、石墨烯的长度来调节衰减器的衰减量和衰减量的动态调控范围。

技术领域

本发明属于衰减器技术领域，具体涉及一种基于石墨烯的同轴动态可调衰减器。

背景技术

衰减器是一种在不引起信号失真并可以增强阻抗匹配的前提下控制信号传输能量的重要元件，其广泛地应用于电子设备中，它的主要用途是：调整电路中信号的大小；在比较法测量电路中，可用来直读被测网络的衰减值；改善阻抗匹配，若某些电路要求有一个比较稳定的负载阻抗时，则可在此电路与实际负载阻抗之间插入一个衰减器，能够缓冲阻抗的变化。

石墨烯是一种由碳原子形成的新型二维材料。近年来由于它的优良的机械、热学、光学、电学属性起了广泛关注度，一些基于石墨烯的微波器件被提出。在微波频段，最关注的是它的电调特性，基于此特性，一些应用于微波频段的可调衰减器被提出。

已被提出的应用于微波段的衰减器普遍存在可调衰减范围较小、回波损耗较大等问题。当衰减器级联到微波系统中，回波损耗较大会引起整个微波系统性能下降。该同轴衰减器可以解决回波损耗较大的问题，并因体积较小，便于集成于微波器件中。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种基于石墨烯的同轴动态可调衰减器，通过外加电压改变石墨烯的电导率来控制衰减器的衰减量。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于石墨烯的同轴动态可调衰减器，包括同轴线，同轴线包括同轴外导体，在同轴外导体内设置同轴介质层，在同轴介质层中心轴向设置同轴内导体，在同轴介质层中嵌入设置石墨烯三明治结构。

所述的石墨烯三明治结构包括两个单层石墨烯和隔膜纸，隔膜纸设置在两个单层石墨烯之间，隔膜纸浸透离子液。

在所述的隔膜纸的一端的两面涂有导电碳浆，导电碳浆连接偏置电压；石墨烯一端接触涂在纸上的导电碳浆，以调节石墨烯三明治结构的电导率。

所述的石墨烯的宽度小于同轴介质层的半径。

所述的同轴外导体和同轴内导体为无耗金属材质，无耗金属选自金、银、铜。

所述的同轴外导体直径11.35mm，所述的同轴介质层直径10.4mm；所述的同轴内导体的直径为3.8mm。

所述的同轴线长度为65mm-130mm，所述的同轴介质层相对介电常数1.4-1.5。

所述的石墨烯三明治结构长度为60mm-115mm。

所述的同轴线特性阻抗为50Ω。

有益效果：与现有技术相比，本发明的一种基于石墨烯的同轴动态可调衰减器，该衰减器由同轴线和石墨烯三明治结构构成，具有可动态调节的衰减量、较低的回波损耗、频带内较高的衰减平坦度；衰减器可以通过调节石墨烯的电导率、石墨烯的长度来调节衰减器的衰减量和衰减量的动态调控范围。

附图说明

图1是衰减器的左视图；

图2是衰减器的正面剖视图；

图3是实施例的石墨烯表面阻抗随偏置电压变化的曲线；

图4是实施例的衰减器S₂₁参数；