[發明專利]基于石墨烯-金屬結構的可重構太赫茲天線及調頻方法

有效

• 申請號: 202011593189.1
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112768910B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 周濤;程知群;金江亮;潘勉;董志華;李世琦;劉國華;劉杰;石仁剛;遲夢嬌;李郴;宋開心;陳科明
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q5/321
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱亞冠

1.基于石墨烯-金屬結構的可重構太赫茲天線，其特征在于包括石墨烯-金屬輻射層、介質板、微帶饋電層；

所述石墨烯-金屬輻射層在介質板的頂層，包括石墨烯調諧部分、石墨烯貼片、金屬貼片；金屬貼片為兩個軸對稱的梳形結構貼片單元構成，梳形結構貼片單元的一端連接，梳形結構貼片單元的梳齒側朝外；石墨烯貼片位于梳形結構貼片單元兩梳齒間的縫隙位置；石墨烯調諧部分設置在兩梳形結構貼片單元梳背間，其結構為類“V”字形；類“V”字形石墨烯調諧部分內形成喇叭狀縫隙；石墨烯調諧部分的尖端內側開有一缺口的圓形槽，對天線的饋電起到阻抗匹配作用；

所述微帶饋電層在介質板的底層，包括饋電結構、微帶傳輸線；饋電結構位于石墨烯調諧部分內喇叭狀縫隙最窄部分的下方，用以實現縫隙耦合饋電。

2.根據權利要求1所述的基于石墨烯-金屬結構的可重構太赫茲天線，其特征在于石墨烯調諧部分的類“V”字形兩臂是自圓形槽結構開始由粗變細的漸變結構，對天線所輻射的電磁波起到引向作用。

3.根據權利要求1所述的基于石墨烯-金屬結構的可重構太赫茲天線，其特征在于饋電結構為扇形結構，主要起到終端負載匹配作用；微帶傳輸線的一端與饋電結構連接，另一端延伸至介質板邊緣。

4.根據權利要求1所述的基于石墨烯-金屬結構的可重構太赫茲天線，其特征在于圓形槽的直徑為1/8工作頻率波長。

5.根據權利要求2所述的基于石墨烯-金屬結構的可重構太赫茲天線，其特征在于類“V”字形石墨烯調諧部分內的喇叭狀縫隙寬度為指數漸變，最窄寬度為1/2最高工作頻率波長，最大寬度為1/2最低工作頻率波長。

6.根據權利要求1所述的基于石墨烯-金屬結構的可重構太赫茲天線，其特征在于石墨烯調諧部分寬度決定天線的可調諧程度以及輻射增益，其最寬部分寬度為1/16中頻工作頻率波長。

7.根據權利要求1所述的基于石墨烯-金屬結構的可重構太赫茲天線，其特征在于石墨烯貼片為矩形狀，貼片的寬度以及間隔為1/16中頻工作頻率波長。

8.根據權利要求1所述的基于石墨烯-金屬結構的可重構太赫茲天線，其特征在于所述金屬結構的材質為良導體金或銅；介質板的材質為SiO₂。

9.權利要求1-8任一所述的基于石墨烯-金屬結構的可重構天線的頻率調諧方法，其特征在于通過改變石墨烯調諧部分的化學勢，從而改變輻射貼片的表面阻抗，進而調節介質層與石墨烯調諧部分之間等效電容的值，從而等效于改變天線的縫隙槽漸變結構的開口大小，而開口大小與天線的工作頻率相關，最終實現天線的頻率可調諧。

10.根據權利要求9所述的基于石墨烯-金屬結構的可重構天線的頻率調諧方法，其特征在于通過改變石墨烯調諧部分的偏置電壓，進而改變石墨烯調諧部分的化學勢。