[發(fā)明專(zhuān)利]基于石墨烯的半?；刹▽?dǎo)動(dòng)態(tài)可調(diào)衰減器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810058376.6
• 申請(qǐng)日: 2018-01-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108091967B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸衛(wèi)兵;張安琪;劉震國(guó)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01P1/22
• 分類(lèi)號(hào): H01P1/22
• 代理公司: 南京蘇高專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 成立珍

本發(fā)明公開(kāi)了基于石墨烯的半?；刹▽?dǎo)動(dòng)態(tài)可調(diào)衰減器，屬于衰減器技術(shù)領(lǐng)域，包括接觸設(shè)置的石墨烯三明治結(jié)構(gòu)和半?；刹▽?dǎo)，石墨烯三明治結(jié)構(gòu)平行放置在介質(zhì)板表面；石墨烯三明治結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)單層石墨烯和隔膜紙；隔膜紙浸透離子液，在每個(gè)單層石墨烯均分別連接偏置電壓。本發(fā)明的基于石墨烯的半模基片集成波導(dǎo)動(dòng)態(tài)可調(diào)衰減器，具有可動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的衰減量、較低的回波損耗、較寬的頻帶，可以通過(guò)調(diào)節(jié)石墨烯的電導(dǎo)率和石墨烯的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)節(jié)衰減器的衰減量和衰減量的動(dòng)態(tài)調(diào)控范圍；同時(shí)，本申請(qǐng)的衰減器制作工藝簡(jiǎn)單，易于推廣和應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于衰減器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于石墨烯的半模基片集成波導(dǎo)動(dòng)態(tài) 可調(diào)衰減器。

背景技術(shù)

衰減器是一種在不引起信號(hào)失真并可以增強(qiáng)阻抗匹配的前提下控制信號(hào)傳 輸能量的重要元件。

近年來(lái)石墨烯由于具備突出的機(jī)械、電子和光學(xué)性能而受到廣泛關(guān)注，而且 在微波段基于石墨烯的一些元件最近幾年也被提出。由于在微波段石墨烯的電導(dǎo) 率動(dòng)態(tài)可調(diào)，因此最近有一些文獻(xiàn)提出了基于石墨烯的動(dòng)態(tài)可調(diào)的衰減器。

目前已報(bào)道出的基于石墨烯的動(dòng)態(tài)可調(diào)的衰減器都是基于微帶線(xiàn)結(jié)構(gòu)，但是 這種衰減器都具有較大的回波損耗，因此與這種衰減器相連的電路元件的性能會(huì) 有所下降。

為了減小衰減器的回波損耗并使其便于與平面電路集成，利用石墨烯三明治 結(jié)構(gòu)放置在平面?zhèn)鬏斁€(xiàn)的導(dǎo)體附近或?qū)w之間構(gòu)成的衰減器是一種較好的選擇。

目前已報(bào)道出的基于基片集成波導(dǎo)的可調(diào)衰減器使用PIN二極管提供可調(diào) 控的電阻，以此來(lái)改變衰減器的衰減量。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供基于石墨烯的半?；?片集成波導(dǎo)動(dòng)態(tài)可調(diào)衰減器，具有可動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的衰減量、較低的回波損耗、較寬 的頻帶。

技術(shù)方案：為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

基于石墨烯的半模基片集成波導(dǎo)動(dòng)態(tài)可調(diào)衰減器，包括接觸設(shè)置的的石墨烯 三明治結(jié)構(gòu)和半?；刹▽?dǎo)，所述的石墨烯三明治結(jié)構(gòu)平行放置在介質(zhì)板表 面；所述的石墨烯三明治結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)單層石墨烯和隔膜紙；所述的隔膜紙浸透 離子液，在每個(gè)所述的單層石墨烯均分別連接偏置電壓。

在所述的介質(zhì)板的正反兩面分別印制金屬層，形成所述的半?；刹▽?dǎo)； 所述的石墨烯三明治結(jié)構(gòu)和正面的金屬層相接。

在所述的半?；刹▽?dǎo)的上部設(shè)置一排金屬過(guò)孔。

所述的半模基片集成波導(dǎo)的兩端通過(guò)微帶線(xiàn)性漸變線(xiàn)和微帶線(xiàn)相連。

所述的微帶線(xiàn)為50Ω。

發(fā)明原理：本申請(qǐng)?zhí)岢鲇诨谑┑陌肽；刹▽?dǎo)動(dòng)態(tài)可調(diào)衰減器， 這種衰減器由半模基片集成波導(dǎo)和平行于介質(zhì)表面放置在半?；刹▽?dǎo)介 質(zhì)上的石墨烯三明治結(jié)構(gòu)構(gòu)成。由于石墨烯在半?；刹▽?dǎo)上會(huì)引起功率損 耗，因此可以通過(guò)外加電壓改變石墨烯的電導(dǎo)率來(lái)控制衰減器的衰減量。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的基于石墨烯的半?；刹▽?dǎo)動(dòng)態(tài) 可調(diào)衰減器，具有可動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的衰減量、較低的回波損耗、較寬的頻帶，可以通 過(guò)調(diào)節(jié)石墨烯的電導(dǎo)率和石墨烯的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)節(jié)衰減器的衰減量和衰減量的動(dòng)態(tài) 調(diào)控范圍；同時(shí)，本申請(qǐng)的衰減器制作工藝簡(jiǎn)單，易于推廣和應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1是基于石墨烯的半模基片集成波導(dǎo)動(dòng)態(tài)可調(diào)衰減器側(cè)視圖的橫截面結(jié) 構(gòu)示意圖；

圖2是基于石墨烯的半?；刹▽?dǎo)動(dòng)態(tài)可調(diào)衰減器的主視圖；

圖3是石墨烯表面阻抗隨偏置電壓變化的曲線(xiàn)；

圖4是一個(gè)具體實(shí)施例的衰減器S21參數(shù)；