论文部分内容阅读
石墨烯逐渐在越来越多的场合展现出优秀的应用潜力,包括电子设备、超级电容、电池、复合材料、柔性透明显示器和传感器等。由于其独特的材料属性,未来在更多场合将会展现出更加广阔的应用前景。动态可调的微波衰减器和移相器在相控阵天线等微波毫米波系统中具有重要作用。本文利用石墨烯电导率的动态可调特性,开展了基于石墨烯的动态可调微波衰减器和移相器研究。本文的研究内容和创新点主要包括以下几点:
1.总结了石墨烯制备、转移和调控方法,并介绍了电导率的计算方法和电导率随石墨烯费米能级的变化关系,为后续研究基于石墨烯的动态可调衰减器和移相器奠定了基础。
2.提出并实现了基于石墨烯的动态可调基片集成波导衰减器和半模基片集成波导衰减器,揭示了两种衰减器的衰减机理,并分别给出了相应衰减量的闭式计算公式,最后通过实验验证了理论分析结果和计算设计的正确性。
3.提出并实现了基于石墨烯的动态可调微带线衰减器、共面波导衰减器和槽线衰减器,揭示了每种衰减器的衰减机理,并分别给出了相应衰减量的闭式计算公式,最后通过实验验证了理论分析结果和计算设计的正确性。
4.提出并实现了基于石墨烯的柔性动态可调人工表面等离子体极化波导衰减器,揭示了衰减器的衰减机理,并给出了计算衰减量的方法,最后通过实验验证了理论分析结果、计算设计的正确性。
5.提出了基于石墨烯的动态可调耦合线衰减器,揭示了衰减器的衰减机理,并给出了计算衰减量的方法,最后通过实验验证了理论分析结果和计算设计的正确性。
6.提出了基于石墨烯的可调移相器,揭示了移相器的移相机理,给出了设计移相器的方法。另外,基于石墨烯移相器的结构,提出了一种基于石墨烯的远场辐射方向图动态可重构天线,给出了设计方法,并进行了仿真,验证了该方法的可行性。
1.总结了石墨烯制备、转移和调控方法,并介绍了电导率的计算方法和电导率随石墨烯费米能级的变化关系,为后续研究基于石墨烯的动态可调衰减器和移相器奠定了基础。
2.提出并实现了基于石墨烯的动态可调基片集成波导衰减器和半模基片集成波导衰减器,揭示了两种衰减器的衰减机理,并分别给出了相应衰减量的闭式计算公式,最后通过实验验证了理论分析结果和计算设计的正确性。
3.提出并实现了基于石墨烯的动态可调微带线衰减器、共面波导衰减器和槽线衰减器,揭示了每种衰减器的衰减机理,并分别给出了相应衰减量的闭式计算公式,最后通过实验验证了理论分析结果和计算设计的正确性。
4.提出并实现了基于石墨烯的柔性动态可调人工表面等离子体极化波导衰减器,揭示了衰减器的衰减机理,并给出了计算衰减量的方法,最后通过实验验证了理论分析结果、计算设计的正确性。
5.提出了基于石墨烯的动态可调耦合线衰减器,揭示了衰减器的衰减机理,并给出了计算衰减量的方法,最后通过实验验证了理论分析结果和计算设计的正确性。
6.提出了基于石墨烯的可调移相器,揭示了移相器的移相机理,给出了设计移相器的方法。另外,基于石墨烯移相器的结构,提出了一种基于石墨烯的远场辐射方向图动态可重构天线,给出了设计方法,并进行了仿真,验证了该方法的可行性。