[实用新型]一种基于石墨烯三明治结构的方向图可重构天线

说明书

本实用新型公开了一种基于石墨烯三明治结构的方向图可重构天线，属于石墨烯技术领域，包括三层金属层和两层介质层，三层金属层分别为天线辐射贴片、金属地结构、微带网络，在天线辐射贴片和金属地结构之间、金属地结构和微带网络之间均分别设置介质层；微带网络包括功率分配网络、相移网络、金属化过孔和石墨烯三明治结构；石墨烯三明治结构包括第一石墨烯三明治结构和第二石墨烯三明治结构。本实用新型通过调节石墨烯三明治结构的偏置电压实现波束偏转，属于方向图可重构天线阵，波束偏转角度受偏置电压的影响；天线阵馈电电路包含一个基于石墨烯三明治结构的衰减器，用于稳定相移网络中石墨烯三明治结构被偏置电压调控时产生的输入阻抗变化。

技术领域

本实用新型属于石墨烯技术领域，具体涉及一种基于石墨烯三明治结构的方向图可重构天线。

背景技术

随着现代雷达和通信系统的迅速发展，为实现通信、导航、制导、警戒、武器寻的等目的，飞机、轮船、卫星等所需的天线数量越来越多。这使得平台上所负载的重量不断增加，而且搭建天线所需的费用也不断上升，同时，各天线之间的电磁下扰也非常大，严重影响天线的正常工作。为减轻平台上所负载的天线重量、降低成本、减小平台的雷达散射截面实现良好的电磁兼容特性，希望能用一个天线来实现多个天线的功能。采用同一个天线或天线阵，通过动态改变其工作参数，使其具有多个天线的功能，相当于多个天线共用一个物理口径。这种天线就称为可重构天线。

可重构天线按功能可分为频率可重构天线(包括实现宽频带和实现多频带)、方向图可重构天线、极化可重构天线和多电磁参数可重构天线。通过改变可重构天线的结构可以使天线的频率、方向图、极化方式等多种参数中的一种或几种实现重构。这样可以通过切换天线不同的状态使天线具有多种工作模式，有利于在传输中实现多种有效的分集。

目前，可重构天线的主流设计方案包括：可调的机械结构、射频开关、参数可变的器件、参数可变的材料。可调的机械结构的缺陷在于，这类结构通常为三维结构，体积较大，不利于天线的平面集成，并且需要外加机械驱动装置，如电机。射频开关和参数可变的器件的缺陷在于，开关和器件一般是三维结构，不利于天线的平面集成。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的在于提供一种基于石墨烯三明治结构的方向图可重构天线，可以通过调节石墨烯三明治结构的偏置电压实现波束偏转，属于方向图可重构天线阵，波束偏转角度受偏置电压的影响；天线阵馈电电路包含一个基于石墨烯三明治结构的衰减器，用于稳定相移网络中石墨烯三明治结构被偏置电压调控时产生的输入阻抗变化。

技术方案：为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于石墨烯三明治结构的方向图可重构天线，包括三层金属层和两层介质层，三层金属层分别为天线辐射贴片、金属地结构、微带网络，在天线辐射贴片和金属地结构之间、金属地结构和微带网络之间均分别设置介质层；所述的微带网络包括功率分配网络、相移网络、金属化过孔和石墨烯三明治结构；所述的石墨烯三明治结构包括第一石墨烯三明治结构和第二石墨烯三明治结构，所述的第一石墨烯三明治结构、第二石墨烯三明治结构覆盖在金属微带线上。

进一步的，所述的天线辐射贴片由两个相同大小的矩形金属贴片构成。

进一步的，两个所述的矩形金属贴片的间距为0.6个波长。

进一步的，所述的金属地结构包括金属地和两道馈电缝隙，所述的馈电缝隙分别位于两个矩形金属贴片下方。

进一步的，输入信号从输入端进入后，经过由所述的第二石墨烯三明治结构和金属微带线组成的衰减器，再进入功率分配网络，分成两路信号，分别给两个天线辐射贴片馈电；其中一路信号经过所述的第一石墨烯三明治结构与微带线网络复合而成的相移网络，再到达一侧天线辐射贴片。

进一步的，所述的相移网络中的两个微带线枝节为终端短路微带线，通过金属化过孔与金属地结构连接。