毫米波频率可调天线制造技术

本发明专利技术涉及毫米波频率可调天线，包括：辐射层、介质衬底层和金属接地层；辐射层包括辐射层本体、馈电线、石墨烯垫、短截线和金属贴片，辐射层本体内侧开设有波导腔，石墨烯垫、短截线以及金属贴片均设置于波导腔内，馈电线的一端与金属贴片连接，金属贴片通过石墨烯垫与短截线连接，且波导腔设置有一开口，馈电线穿设于开口。通过改变石墨烯垫上的控制电压，进而改变石墨烯垫的电导率，石墨烯垫的电导率的变化使得流经短截线的电流产生变化，使得毫米波频率可调天线的谐振频率发生变化，实现了对毫米波频率可调天线的谐振频率的调整，有效避免了能量损失，使得毫米波频率可调天线的辐射效能较高。

Millimeter wave frequency adjustable antenna

【技术实现步骤摘要】
毫米波频率可调天线
本专利技术涉及天线
，特别是涉及毫米波频率可调天线。
技术介绍
随着科学技术的发展，消费电子领域正向着高性能、小型化以及柔性化等方向发展。天线作为电子领域中重要的一环，被广泛应用在移动通信、导航、雷达和无线电天文等领域，针对天线的研究项目众多。毫米波天线是当前天线领域的研究重点，毫米波在未来通信、导航、雷达和无线电天文领域极为重要，特别是未来通信系统对毫米波频率调节天线的需求尤为紧迫。为了实现对毫米波天线的频率调节，目前可采用铁电体、铁磁体或液晶制备天线，制得毫米波频率可调天线。然而，上述结构的毫米波频率可调天线景观能够实现天线频率的调节，但天线存在能量损失严重，导致天线的信号发射接收效率低下的情况。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统的毫米波频率可调天线的能量损失严重，信号发射接收效率低下的缺陷，提供一种新的毫米波频率可调天线。一种毫米波频率可调天线，包括：辐射层、介质衬底层和金属接地层，所述辐射层、所述介质衬底层和所述金属接地层依次连接；所述辐射层包括辐射层本体、馈电线、石墨烯垫、短截线和金属贴片，所述辐射层本体内侧开设有波导腔，所述石墨烯垫、所述短截线以及所述金属贴片均设置于所述波导腔内，所述馈电线的一端与所述金属贴片连接，所述金属贴片通过所述石墨烯垫与所述短截线连接，且所述波导腔设置有一开口，所述馈电线穿设于所述开口；所述介质衬底层开设有若干过孔，所述辐射层本体通过各所述过孔与所述金属接地层连接。在其中一个实施例中所述石墨烯垫的宽度为0.2mm～0.8mm。在其中一个实施例中所述石墨烯垫的宽度为0.4mm～0.6mm。在其中一个实施例中所述石墨烯垫的厚度为5纳米～15纳米。在其中一个实施例中所述石墨烯垫的厚度为10纳米。在其中一个实施例中所述石墨烯垫具有圆形截面。在其中一个实施例中所述石墨烯垫具有矩形截面。在其中一个实施例中所述石墨烯垫具有正六边形截面。在其中一个实施例中所述波导腔具有圆形截面。在其中一个实施例中所述金属贴片具有正多边形截面。上述毫米波频率可调天线，通过改变石墨烯垫上的控制电压，进而改变石墨烯垫的电导率，石墨烯垫的电导率的变化使得流经短截线的电流产生变化，进而使得毫米波频率可调天线的谐振频率发生变化，从而实现了对毫米波频率可调天线的谐振频率的调整，有效避免了能量损失，使得毫米波频率可调天线的辐射效能较高，有效提高天线的发射接收效率。附图说明图1为一实施例的毫米波频率可调天线的立体分解结构示意图；图2为一实施例的毫米波频率可调天线的一方向结构示意图；图3为加载在石墨烯垫上的电压与天线的反射系数的曲线关系示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施方式。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。例如，一种毫米波频率可调天线，包括：辐射层、介质衬底层和金属接地层，所述辐射层、所述介质衬底层和所述金属接地层依次连接；所述辐射层包括辐射层本体、馈电线、石墨烯垫、短截线和金属贴片，所述辐射层本体内侧开设有波导腔，所述石墨烯垫、所述短截线以及所述金属贴片均设置于所述波导腔内，所述馈电线的一端与所述金属贴片连接，所述金属贴片通过所述石墨烯垫与所述短截线连接，且所述波导腔设置有一开口，所述馈电线穿设于所述开口；所述介质衬底层开设有若干过孔，所述辐射层本体通过各所述过孔与所述金属接地层连接。上述实施例中，通过改变石墨烯垫上的控制电压，进而改变石墨烯垫的电导率，石墨烯垫的电导率的变化使得流经短截线的电流产生变化，进而使得毫米波频率可调天线的谐振频率发生变化，从而实现了对毫米波频率可调天线的谐振频率的调整，石墨烯垫的能量损耗低，有效避免了能量损失，使得毫米波频率可调天线的辐射效能较高，有效提高天线的发射接收效率。如图1所示，其为一实施例的毫米波频率可调天线10，包括：辐射层100、介质衬底层200和金属接地层300，所述辐射层100、所述介质衬底层200和所述金属接地层300依次连接；所述辐射层100包括辐射层本体110、馈电线120、石墨烯垫130、短截线140和金属贴片150，所述辐射层本体110内侧开设有波导腔101，所述石墨烯垫130、所述短截线140以及所述金属贴片150均设置于所述波导腔101内，所述馈电线120的一端与所述金属贴片150连接，所述金属贴片150通过所述石墨烯垫130与所述短截线140连接，且所述波导腔101设置有一开口102，所述馈电线120穿设于所述开口102，即所述馈电线一端与金属贴片150连接，另一端穿设于开口102内，例如，馈电线远离金属贴片150的一端至少部分外露于开口102外。所述介质衬底层200开设有若干过孔201，所述辐射层本体110通过各所述过孔201与所述金属接地层300连接。具体地，该辐射层本体110为金属材质制成，例如，该辐射层本体110的材质为金属铜，例如，该金属接地层300的材质与辐射层本体110的材质相同，例如，该金属接地层300的材质为金属铜，例如，该介质衬底层200开设若干过孔，每一过孔内设置有金属导体，所述辐射层本体110通过各所述金属导体与所述金属接地层300连接，例如，该金属导体的材质为金属铜。例如，该金属接地层300用于接地。本实施例中的毫米波频率可调天线10采用的是基片集成波导结构，辐射层100与金属接地层300通过各过孔相连，构成一个相对封闭的谐振腔体，基片集成波导结构在毫米波波段应用在一般的微带结构，能有效减少损耗。本实施例中，波导腔101即为容置区域，该波导腔101为基片集成波导腔体，例如，所述石墨烯垫130、所述短截线140以及所述金属贴片150均设置于所述波导腔101内，且所述石墨烯垫130、所述短截线140以及所述金属贴片150均与介质衬底层200连接，这样，使得所述石墨烯垫130、所述短截线140以及所述金属贴片150均得到固定。具体地，石墨烯(Graphene)是由碳原子紧密堆积成的单层蜂窝状结构晶体，原子之间的c-c键通过sp2杂化构成，由于其特殊的晶体结构，石墨烯具有优异的力学和电子输运特性。石墨烯垫130的导电率由加载在石墨烯垫130上的偏置电压或者化学掺杂浓度等外部条件决定，因此通过改变这些外部条件，可以有效改变载流子的浓度和化学势，改变石墨烯的电导率，从而能引起导体电流分布的变化，使得天线10的谐振频率发生改变。而正是由于石墨烯中载流子的特性，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种毫米波频率可调天线，其特征在于，包括：辐射层、介质衬底层和金属接地层，所述辐射层、所述介质衬底层和所述金属接地层依次连接；所述辐射层包括辐射层本体、馈电线、石墨烯垫、短截线和金属贴片，所述辐射层本体内侧开设有波导腔，所述石墨烯垫、所述短截线以及所述金属贴片均设置于所述波导腔内，所述馈电线的一端与所述金属贴片连接，所述金属贴片通过所述石墨烯垫与所述短截线连接，且所述波导腔设置有一开口，所述馈电线穿设于所述开口；所述介质衬底层开设有若干过孔，所述辐射层本体通过各所述过孔与所述金属接地层连接。

【技术特征摘要】
1.一种毫米波频率可调天线，其特征在于，包括：辐射层、介质衬底层和金属接地层，所述辐射层、所述介质衬底层和所述金属接地层依次连接；所述辐射层包括辐射层本体、馈电线、石墨烯垫、短截线和金属贴片，所述辐射层本体内侧开设有波导腔，所述石墨烯垫、所述短截线以及所述金属贴片均设置于所述波导腔内，所述馈电线的一端与所述金属贴片连接，所述金属贴片通过所述石墨烯垫与所述短截线连接，且所述波导腔设置有一开口，所述馈电线穿设于所述开口；所述介质衬底层开设有若干过孔，所述辐射层本体通过各所述过孔与所述金属接地层连接。2.根据权利要求1所述的毫米波频率可调天线，其特征在于，所述石墨烯垫的宽度为0.2mm～0.8mm。3.根据权利要求2所述的毫米波频率可调天线，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏道一，朱永忠，
申请(专利权)人：广东曼克维通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44