[發明專利]基于石墨烯的波束掃描反射天線陣列及波束掃描方法

在審

• 申請號: 201710938346.X
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107819202A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 姚遠;殷越;俞俊生
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H01Q1/48
• 分類號: H01Q1/48;H01Q3/46;H01Q15/14;H01Q21/06
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙)11413
• 代理人: 項京,馬敬

1.一種基于石墨烯的波束掃描反射天線陣列，其特征在于，所述反射天線陣列包括：

多個石墨烯反射塊(101)、介質基底層(102)及接地金屬板(103)；

每個所述石墨烯反射塊(101)包括多個石墨烯反射單元(1011)，所述石墨烯反射單元(1011)位于所述介質基底層(102)的上表面；同一所述石墨烯反射塊(101)中，相鄰的所述石墨烯反射單元(1011)間相互連接；多個所述石墨烯反射塊(101)之間鏈型連接為多條石墨烯反射塊鏈路；其中，所述石墨烯反射單元(1011)為微米級反射單元；

所述接地金屬板(103)位于所述介質基底層(102)的下表面。

2.根據權利要求1所述的反射天線陣列，其特征在于，所述反射天線陣列還包括：

多個電極(104)；

多個所述電極(104)包括正電極和負電極，其中，所述正電極的數量和與所述石墨烯反射塊鏈路的數量相同，所述正電極和所述負電極分別與所述石墨烯反射塊鏈路的兩端電連接。

3.根據權利要求2所述的反射天線陣列，其特征在于，每個所述正電極僅與一條所述石墨烯反射塊鏈路的一端電連接，所述石墨烯反射塊鏈路的另一端與所述負電極電連接。

4.根據權利要求3所述的反射天線陣列，其特征在于，所述正電極和所述負電極均為銅電極，厚度均為5微米。

5.根據權利要求1所述的反射天線陣列，其特征在于，所述介質基底層(102)由聚對苯二甲酸乙二醇酯材料制成，所述接地金屬板(103)為銅板。

6.根據權利要求5所述的反射天線陣列，其特征在于，所述介質基底層(102)的厚度為125微米，所述接地金屬板(103)的厚度為5微米。

7.根據權利要求1所述的反射天線陣列，其特征在于，所述石墨烯反射單元(1011)中心為石墨烯正方形結構，所述石墨烯正方形結構每條邊的中心連接一個石墨烯矩形拼接塊。

8.根據權利要求7所述的反射天線陣列，其特征在于，所述石墨烯正方形結構的邊長為50微米，所述石墨烯矩形拼接塊與所述石墨烯正方形結構連接的第一邊的邊長為10微米，與所述第一邊相鄰的第二邊的邊長為5微米。

9.一種波束掃描的方法，其特征在于，應用于權利要求1-8中任一所述的基于石墨烯的波束掃描反射天線陣列，所述方法包括：

獲取波束掃描的掃描角；

通過預設的相位差算法，確定所述掃描角對應的列相位差，其中，所述列相位差為相鄰石墨烯反射塊鏈路間的補償相位的相位差；

根據所述列相位差，確定每條所述石墨烯反射塊鏈路的補償相位；

獲取預設的第一映射關系，其中，所述第一映射關系為預先測得的所述石墨烯反射塊鏈路的饋電電壓與補償相位的映射關系；

根據每條所述石墨烯反射塊鏈路的補償相位，查找所述第一映射關系，確定每條所述石墨烯反射塊鏈路的饋電電壓，并為每條所述石墨烯反射塊鏈路添加相應的饋電電壓。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述通過預設的相位差算法，確定所述掃描角對應的列相位差，包括：

根據計算偏轉反射波束角θ_r，其中，θ_r'為所述掃描角，a為所述反射天線陣列中除所述石墨烯反射單元外的面積，b為所述反射天線陣列中所述石墨烯反射單元的面積；

根據計算所述列相位差ΔΦ，其中，λ₀為反射波束的波長，d為相位補償距離。