無(wú)線通信技術(shù)的高速發(fā)展使得微波頻段的頻譜利用趨于飽和,加緊對(duì)毫米波甚至太赫茲頻段的研究和部署變得尤為重要,而新一代的無(wú)線通信系統(tǒng)往往要實(shí)現(xiàn)更多的功能,也對(duì)天線提出了更高的要求。為了使天線滿足多變的系統(tǒng)要求、靈活應(yīng)對(duì)各種環(huán)境,毫米波與太赫茲可重構(gòu)天線的研究已經(jīng)迫在眉睫。石墨烯作為一種新型碳基材料,自發(fā)現(xiàn)以來(lái)就由于其獨(dú)特的性能受到極大關(guān)注。它是目前為止發(fā)現(xiàn)的最薄而且強(qiáng)度最高的材料之一,具有高透光性和高導(dǎo)熱性,最重要的是它不僅具有超高的載流子遷移率而且電導(dǎo)率可隨外部偏置電壓改變。這使得石墨烯可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)可調(diào)器件（PIN二極管、變?nèi)荻䴓O管）無(wú)法用于毫米波和太赫茲頻段的缺陷,為可重構(gòu)天線設(shè)計(jì)提供了新的途徑。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:1.介紹了石墨烯及國(guó)內(nèi)外方向圖可重構(gòu)天線的研究現(xiàn)狀。闡述了石墨烯的特性及其電導(dǎo)率模型,為后續(xù)工作提供了理論支撐。2.提出了一種工作于5.9GHz的開關(guān)可切換天線。該天線以微帶準(zhǔn)八木天線為基本單元,將四個(gè)單元通過(guò)一個(gè)一分四的功分結(jié)構(gòu)相連。每一路微帶線上都設(shè)計(jì)有石墨烯接地結(jié)構(gòu),通過(guò)調(diào)節(jié)石墨烯的方阻從3000Ω/sq變化到300Ω/sq,天線可以實(shí)現(xiàn)全向輻射與不輻射兩種狀態(tài)之... 

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親水和親有機(jī)石墨烯納米片在低倍和高倍電子顯微鏡下的圖像

圖 1.2 親水和親有機(jī)石墨烯納米片在低倍和高倍電子顯微鏡下的圖像隨著技術(shù)的發(fā)展，利用化學(xué)氣相沉積（Chemical Vapor Deposition, CVD）法制備大面積的單層石墨烯薄膜。2015 年，法國(guó)里爾大學(xué)的 G.Deokara,J.A一種高質(zhì)量 CVD 石墨烯的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移[16]。他們的創(chuàng)新點(diǎn)在于仔細(xì)的預(yù)退火優(yōu)化了生長(zhǎng)期間2H 流量的優(yōu)化來(lái)獲得高質(zhì)量的單層石墨烯。在 CVD 石墨過(guò)程中，使用改進(jìn)的濕化學(xué)石墨烯轉(zhuǎn)移工藝轉(zhuǎn)移生長(zhǎng)的石墨烯，解決了傳統(tǒng)中由于聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的使用對(duì)石墨烯造成的缺陷。用這種方成 CVD 石墨烯向任意介質(zhì)基板的轉(zhuǎn)移，而且沒(méi)有金屬污染物殘留、沒(méi)有任的缺陷（由石墨烯下面的水引起的裂縫，孔或褶皺）和 PMMA 殘留物。為轉(zhuǎn)移到 Si 基底上的 CVD 石墨烯，圖 1.3（b）為它的拉曼光譜圖。

4 石墨烯導(dǎo)電薄膜及其制成的天線（a）導(dǎo)電薄膜（b）高倍電子顯微鏡下（c）導(dǎo)電薄膜與銅制成的天線（d）天線的反射系數(shù)對(duì)比圖，東南大學(xué)陸衛(wèi)兵教授團(tuán)隊(duì)還提出了一種石墨烯三明治結(jié)構(gòu)[18]。明治結(jié)構(gòu)由上下兩層的 CVD 石墨烯薄膜和中間浸有導(dǎo)電液的紙所現(xiàn)可以增大衰減器的調(diào)制范圍，實(shí)現(xiàn)了石墨烯在微波毫米波頻段的了基于這種結(jié)構(gòu)的基片集成波導(dǎo)（Substrate IntegratedWaveguid，衰減器的頻率范圍為 7~14.5GHz，當(dāng)偏置電壓從 0 變?yōu)?4V 時(shí)，為 2~15dB，且具有穩(wěn)定的 7.5GHz 的帶寬。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]石墨烯材料及其應(yīng)用[J]. 曹宇臣,郭鳴明.  石油化工. 2016(10)
[2]改進(jìn)型Vivaldi天線[J]. 李鶴言,李萍,蔣旭東.  電子科技. 2011(07)

博士論文
[1]超寬頻帶錐削槽天線及陣列的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王乃彪.西安電子科技大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3599285