[发明专利]基于石墨烯的微波段波束控制及极化变换器及其制备方法

权利要求书

1.基于石墨烯的微波段波束控制及极化变换器，其特征在于：包括由上至下依次设置的PVC衬底(3)、FR4介质(4)和金属底板(5)，在所述的PVC衬底(3)上设置石墨烯条带(6)；所述的石墨烯条带(6)包括单层石墨烯条带(1)和多层石墨烯条带(2)。

2.根据权利要求1所述的基于石墨烯的微波段波束控制及极化变换器，其特征在于：所述的PVC衬底(3)的厚度为70μm，相对介电常数为3.5。

3.根据权利要求1所述的基于石墨烯的微波段波束控制及极化变换器，其特征在于：所述的FR4介质(4)的相对介电常数为4.4，厚度为3mm。

4.根据权利要求3所述的基于石墨烯的微波段波束控制及极化变换器，其特征在于：所述的石墨烯条带(6)是一种周期性结构，其结构周期为7mm。

5.根据权利要求1所述的基于石墨烯的微波段波束控制及极化变换器，其特征在于：所述的单层石墨烯条带(1)和多层石墨烯条带(2)间隔设置在PVC衬底(3)上。

6.根据权利要求1所述的基于石墨烯的微波段波束控制及极化变换器，其特征在于：当该微波段波束控制及极化变换器用作控制反射波束的方向时，石墨烯条带(6)的宽度为2.1mm；当该微波段波束控制及极化变换器用作改变反射波束的极化状态时，石墨烯条带(6)的宽度定为3.5mm。

7.权利要求1-6中任意一项所述的基于石墨烯的微波段波束控制及极化变换器的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)利用matlab及等效电路理论对单层石墨烯条带(1)、多层石墨烯条带(2)、PVC衬底(3)、FR4介质(4)和金属底板(5)进行建模，通过参数扫描，得到石墨烯条带(6)宽度值及石墨烯条带(6)方阻值；

2)利用商业软件CST对所设计模型进行建模，仿真出阵列特性；

3)对以上步骤所设计的阵列进行加工制备，并测试其性能。

8.根据权利要求7所述的基于石墨烯的微波段波束控制及极化变换器的制备方法，其特征在于：

步骤1)中，根据入射波方向的不同，将石墨烯条带(6)等效为电阻与电感的串联，或者电阻与电容的串联；PVC衬底(3)，FR4介质(4)，金属底板(5)用各自的标准传输线模型来表征；

步骤2)中，采用时域仿真方法进行阵列的仿真，单层石墨烯条带(1)、多层石墨烯条带(2)用零厚度的阻抗边界条件来模拟，石墨烯条带(6)的方阻设置为5Ω/sq及2000Ω/sq，对模型施加的边界条件为开放边界；仿真反射波束方向及反射波束极化状态时，添加远场探针；

步骤3)中，单层石墨烯条带(1)利用铜箔来生长，多层石墨烯条带(2)利用镍箔来生长，生长方法为CVD法，生长后，将单层石墨烯条带(1)和多层石墨烯条带(2)转移到PVC(3)上；最后，将带有石墨烯条带(6)的PVC衬底(3)贴合到金属底板(5)上的FR4介质(4)板上。