[发明专利]一种基于石墨烯的频率可调谐车载天线

说明书

本发明公开了一种基于石墨烯的频率可调谐车载天线，包括由下至上依次设置的天线介质层、天线石墨烯‑金属辐射层，其中，所述天线介质层的材质为透明玻璃基板；所述天线石墨烯金属辐射层包括一对用于构成偶极子天线的且之间具有间隔的圆形石墨烯‑金属辐射贴片，每个圆形石墨烯‑金属辐射贴片包括石墨烯调谐部分以及金属辐射体，所述石墨烯调谐部分设在偶极子天线电流最大的部分。优点：本发明实现小型化及频率可调谐性的同时又平衡了传统金属天线的辐射性能。并且本发明天线的介质层的材质为方形的透明玻璃基板，因此本发明天线可以很容易地印刷在汽车玻璃上，使得本发明天线在汽车通信即汽车传感器上具有很大的应用潜力。

技术领域

本发明涉及一种基于石墨烯的频率可调谐车载天线，属于车载天线技术领域。

背景技术

自从第二次工业革命以来，汽车有了巨大的发展。如今，汽车已经成为不可或缺的，随着信息和通信技术的快速发展，人们对汽车的关注不再仅仅是质量。汽车革命的下一个前沿是在车辆上装备无线通讯设备。

随着汽车的飞速发展，汽车上的传感器越来越多。目前一辆汽车上的传感器大约有100个，随着汽车的智能化和自动化程度的提高，传感器的数量预计到2020年将翻一番，因此，将纳米天线应用于汽车通信是非常必要的。在太赫兹频段，天线将被小型化，而传统的金属天线由于金属的低电子迁移率和的巨大衰减，使得小型化几乎不能实现。幸运的是，石墨烯基元件的发展表明石墨烯的高电子迁移率非常适合于超高频应用，并且石墨烯在天线结构中的应用还带来了其他卓越的性能，如高效的动态调谐、极度小型化，甚至是机械的灵活性和透明度。然而，石墨烯电导率在太赫兹波段存在巨大的虚部，导致石墨烯的大量内部电流转化为热能从而严重影响了天线的效率，这严重阻碍了石墨烯天线在车载天线上的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于石墨烯的频率可调谐车载天线。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于石墨烯的频率可调谐车载天线，包括由下至上依次设置的天线介质层、天线石墨烯-金属辐射层，其中，

所述天线介质层的材质为透明玻璃基板；

所述天线石墨烯金属辐射层包括一对用于构成偶极子天线的且之间具有间隔的圆形石墨烯-金属辐射贴片，每个圆形石墨烯-金属辐射贴片包括石墨烯调谐部分以及金属辐射体，所述石墨烯调谐部分设在偶极子天线电流最大的部分。

进一步的，所述圆形石墨烯-金属辐射贴片的半径为20-30μm，两个圆形石墨烯-金属辐射贴片之间的距离为3-10μm。

进一步的，所述石墨烯调谐部分为一个小于所述圆形石墨烯-金属辐射贴片的半圆面积的弧形，且弧形的外边缘为圆形石墨烯-金属辐射贴片的外边缘一部分，圆形石墨烯-金属辐射贴片的外边缘的另一部分为金属辐射体的外边缘，金属辐射体的内边缘与所述弧形的内边缘重合。

进一步的，所述弧形的内边缘圆弧半径为25-35μm，弧形的内边缘与外边缘所对应的圆的圆心距离为10-15μm。

进一步的，所述金属辐射体的材质为良导体金或银。

进一步的，所述天线介质层的材质为方形的透明玻璃基板。

进一步的，通过两个圆形石墨烯-金属辐射贴片中的石墨烯调谐部分相对设置实现偶极子天线的辐射极子在电流最大的部分采用石墨烯材料。

本发明所达到的有益效果：

本发明的基于石墨烯的频率可调谐车载天线实现小型化及频率可调谐性的同时又平衡了传统金属天线的辐射性能。并且本发明天线的介质层的材质为方形的透明玻璃基板，因此本发明天线可以很容易地印刷在汽车玻璃上，使得本发明天线在汽车通信即汽车传感器上具有很大的应用潜力。

附图说明

图1为本发明实施例的基于石墨烯的频率可调谐车载天线的立体结构图；