[發明專利]一種天線設備及太赫茲雙頻偏振化超表面單元

在審

• 申請號: 202111508578.4
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114421169A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 張錦南;陶世杰;張永久;郭瑾暄;溫志強;張霞;顏鑫;袁學光;張陽安
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00;H01Q15/24;H01Q1/52;H01Q5/20
• 代理公司: 北京萬思博知識產權代理有限公司 11694
• 代理人: 劉冀

本申請公開了一種天線設備及太赫茲雙頻偏振化超表面單元，包括：太赫茲雙頻偏振化超表面裝置以及太赫茲雙頻天線，其中太赫茲雙頻偏振化超表面裝置包括至少一個太赫茲雙頻偏振化超表面單元，并且太赫茲雙頻偏振化超表面單元構成太赫茲雙頻偏振化超表面裝置的超表面，其中太赫茲雙頻偏振化超表面單元包括第一石墨烯層、第二石墨烯層以及設置于第一石墨烯層與第二石墨烯層之間的環烯烴共聚物材料層；并且太赫茲雙頻天線與太赫茲雙頻偏振化超表面裝置的超表面平行設置。

技術領域

本申請涉及通信技術領域，特別是涉及一種天線設備及太赫茲雙頻偏振化超表面單元。

背景技術

太赫茲(THz)技術在通信和靈敏探測等領域具有廣闊的應用前景。極化可重構天線作為一種太赫茲器件，能夠有效降低信號損失并抵抗多徑效應。傳統的天線進行極化轉換一般會采取利用雙折射材料、晶體或光柵等材料的方法來實現不同的極化狀態，但是這些方法存在損耗大和需要改變天線的物理結構等局限性。近年來，太赫茲偏振轉換超表面(polarizationconversionmeta-surface, PCM)成為一個新的研究熱點。其中超材料(Meta-material，MM)和超表面 (Meta-surface，MS)具有更輕量化的結構和更好的性能，因此它們被廣泛應用于微納器件，例如傳感器或天線等。也有的設計方式是將它們作為一種偏振轉換的方法，如線性-圓形變換器等。然而通過這些方法設計出的結構缺乏可調性，于是研究可調的PCM成為了當前的熱點。石墨烯是由多個碳原子在蜂窩狀晶格中形成的一種二維材料。石墨烯的費米能級可以通過靜電門控來改變，從而改變石墨烯的電導率，這也使得它成為設計可調諧器件的合適材料。

因此，基于石墨烯的PCM有很好的的可調性，但是基于石墨烯的PCM往往具有單極化特性，其功能仍然受到限制。雖然目前出現了一種很有前景的方法，就是將天線與石墨烯PCM相結合，在一個工作頻帶內可以同時實現可調諧的線極化和圓極化特性。但是當前大多數小型化可重構諧振天線只有一個頻段，不能同時工作在具有不同偏振態的雙頻帶。

針對上述的現有技術中存在的當前大多數小型化可重構諧振天線只有一個頻段，不能同時工作在具有不同偏振態的雙頻帶的技術問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本公開提供了一種天線設備及太赫茲雙頻偏振化超表面單元，以至少解決現有技術中存在的當前大多數小型化可重構諧振天線只有一個頻段，不能同時工作在具有不同偏振態的雙頻帶的技術問題。

根據本申請的一個方面，提供了一種天線設備，包括：太赫茲雙頻偏振化超表面裝置以及太赫茲雙頻天線，其中太赫茲雙頻偏振化超表面裝置包括至少一個太赫茲雙頻偏振化超表面單元，并且太赫茲雙頻偏振化超表面單元構成太赫茲雙頻偏振化超表面裝置的超表面，其中太赫茲雙頻偏振化超表面單元包括第一石墨烯層、第二石墨烯層以及設置于第一石墨烯層與第二石墨烯層之間的環烯烴共聚物材料層；并且太赫茲雙頻天線與太赫茲雙頻偏振化超表面裝置的超表面平行設置。

根據本申請的另一個方面，提供了一種太赫茲雙頻偏振化超表面單元，包括第一石墨烯層、第二石墨烯層以及設置于第一石墨烯層與第二石墨烯層之間的環烯烴共聚物材料層。

從而通過本實施例的技術方案，解決了現有技術中存在的上述技術問題，并且本實施例適用于涉及通信領域的組合式極化可重構天線及太赫茲偏振化超表面單元，具有如下優點：

1.本發明提供的太赫茲雙頻偏振化超表面單元能夠實現可調諧極化轉換功能；

2.本發明提供的天線設備能夠在不改變物理結構的情況下調整極化特性；

3.本發明提供的天線設備能夠同時工作在具有不同偏振態的雙頻帶；

4.本發明提供的天線設備與太赫茲雙頻偏振化超表面單元在性能上沒有互相干擾；

5.本發明提供的天線設備在可調諧太赫茲系統中具有很大的潛力。