【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及吸波器天线，具体涉及一种基于石墨烯的动态可调吸波器天线。
技术介绍
1、吸波器，特指能够将入射的电磁波吸收并把其中的电磁能量转化为热能或者其它形式的能量的电磁器件，在很多领域的应用非常广泛。最早研制成的吸波器是单层平板形，制成的吸波体都是直接贴在金属屏蔽层上，其厚度薄、重量轻，但工作频率范围较窄；后来又出现了双层或多层平板形，传统的平板吸波器结构是salisbury屏吸波器，它由表面电阻层、四分之一波长的介质层与金属背板组成，表面电阻层的阻抗与自由空间相匹配，使入射的电磁波完全进入介质层，并利用干涉相消的原理，达到吸收特定波长电磁波的目的。但是，由于结构本身的特性，salisbury屏吸波器的吸波带宽有限，之后又在salisbury屏吸波器的基础上设计出具有更宽的吸波带宽，相比于的salisbury屏吸波器，但这种结构增加了吸波器的厚度和质量。
2、而后，逐步出现了以频率选择表面（fss）为代表的超材料吸波器，其可以改变吸波带宽和吸波率，fss构成的吸波器虽然具有较好的吸波性能，但是吸波特性不能随着电磁环境而改变，随着科技的发展，雷达探测技术的进步，仅仅实现宽频带、宽角域的低rcs无法满足现代军事上所要达到的隐身目的，为了达到躲避敌方雷达追踪的目的，可以利用具有自适应rcs的平台，模拟不同目标雷达特征进行相应的调控。
3、传统的动态调控吸波器大都采用pin二极管以及变容管等集总原件进行调控，以上方式将会增大馈电网络的复杂程度、降低容错率、加大对天线设计加工的难度，同时过多的馈电网络也会影响吸
4、石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，具有优异的光学、电学、力学特性，由于石墨烯的电阻率极低，电子迁移的速度极快，已被作为零带隙的半导体材料。将石墨烯作为半导体材料具有改变化学势进而改变方阻的能力，因此，研发出一种通过对石墨烯施加电压改变其化学势，以此改变石墨烯的方阻来调控反射系数和吸波效果的吸波器，以进一步实现对吸波器的调控作用，就显得极为重要。
技术实现思路
1、针对上述已有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种基于石墨烯的动态可调吸波器天线，其目的是基于石墨烯能够在外界刺激下方阻发生变化的性质，将设计的吸波器作为天线覆层放置于微带天线的上方，以此提升天线的辐射性能，并且在缩减天线的rcs同时可进行调控，进而实现天线rcs的可调功能，从而解决上述
技术介绍
中的问题。
2、为了实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、基于石墨烯的动态可调吸波器天线，包括自上而下依次层叠设置的石墨烯三明治结构、第一介质基板、带通频率选择表面和微带天线，石墨烯三明治结构上阵列分布若干个“田”字缝隙单元，带通频率选择表面上阵列分布与若干个“田”字缝隙单元相对应的若干个拐角十字架缝隙单元。
4、作为本专利技术上述方案的进一步优选方案：石墨烯三明治结构包括两片pvc基底、两片单层石墨烯和离子液，两片单层石墨烯分别设置在两片pvc基底的相互靠近一面，离子液夹设在两片单层石墨烯中间，且每片pvc基底的厚度为0.07mm。
5、作为本专利技术上述方案的进一步优选方案：每片单层石墨烯均为正方形，其尺寸为160mm*160mm*0.35nm。
6、作为本专利技术上述方案的进一步优选方案：若干个“田”字缝隙单元呈5*5阵列方式排布于单层石墨烯上，且每个“田”字缝隙单元的尺寸均为32mm*32mm*0.35nm。
7、作为本专利技术上述方案的进一步优选方案：每个“田”字缝隙单元经离子束刻蚀而成。
8、作为本专利技术上述方案的进一步优选方案：每个拐角十字架缝隙单元的外边长均为7mm，其内边长均为19mm，其缝隙的宽度均为2mm。
9、作为本专利技术上述方案的进一步优选方案：第一介质基板为厚度1mm的fr4薄膜，用于支撑石墨烯三明治结构。
10、作为本专利技术上述方案的进一步优选方案：微带天线包括第二介质基板和馈源，第二介质基板的下表面为铜制地板，第二介质基板的上表面为铜箔辐射贴片，铜制地板与铜箔辐射贴片共同形成馈源。
11、作为本专利技术上述方案的进一步优选方案：微带天线采用同轴馈电方式，铜箔辐射贴片的长为18.26mm，宽为13mm，且同轴馈电点距离铜箔辐射贴片中心的距离为3.5mm，微带天线与吸波器的距离为5.4mm。
12、本专利技术通过采用上述技术方案，与现有技术相比，具有以下技术效果：
13、本专利技术基于石墨烯电导率可调的性质，设计了以石墨烯为媒介的动态可调吸波器，并将该吸波器作为微带天线覆层，以此提升天线整体上的辐射性能，且在缩减天线的rcs同时进行调控，实现天线rcs的可调功能；结果表明：本专利技术的吸波器随着石墨烯方阻的增加，反射系数越来越小，吸波效果越来越好，透射性能越来越好，同时，与原始天线相比，在原始天线的增益为5.72db的基础上，加载石墨烯后的增益随着石墨烯方阻增大而增大，且方阻为800ω/sq、1200ω/sq、1800ω/sq的增益分别提升了0.82db、1.57db、2.34db，加载石墨烯吸波器后天线的单站rcs随石墨烯方阻的变化而变化，双战rcs在不同维度平面上的不同极坐标处呈现出不同的缩减趋势。
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1.基于石墨烯的动态可调吸波器天线，其特征在于，包括自上而下依次层叠设置的石墨烯三明治结构（1）、第一介质基板（2）、带通频率选择表面（3）和微带天线（4），石墨烯三明治结构（1）上阵列分布若干个“田”字缝隙单元（1011），带通频率选择表面（3）上阵列分布与若干个“田”字缝隙单元（1011）相对应的若干个拐角十字架缝隙单元（3011）。
2.根据权利要求1所述的基于石墨烯的动态可调吸波器天线，其特征在于，石墨烯三明治结构（1）包括两片PVC基底（101）、两片单层石墨烯（102）和离子液（103），两片单层石墨烯（102）分别设置在两片PVC基底（101）的相互靠近一面，离子液（103）夹设在两片单层石墨烯（102）中间。
3.根据权利要求2所述的基于石墨烯的动态可调吸波器天线，其特征在于，每片PVC基底（101）的厚度为0.07mm。
4.根据权利要求2所述的基于石墨烯的动态可调吸波器天线，其特征在于，每片单层石墨烯（102）均为正方形，其尺寸为160mm*160mm*0.35nm。
5.根据权利要求4所述的基于石墨烯的动态可调
6.根据权利要求5所述的基于石墨烯的动态可调吸波器天线，其特征在于，每个“田”字缝隙单元（1011）经离子束刻蚀而成。
7.根据权利要求1所述的基于石墨烯的动态可调吸波器天线，其特征在于，每个拐角十字架缝隙单元（3011）的外边长均为7mm，其内边长均为19mm，其缝隙的宽度均为2mm。
8.根据权利要求1所述的基于石墨烯的动态可调吸波器天线，其特征在于，第一介质基板（2）为厚度1mm的FR4薄膜，用于支撑石墨烯三明治结构（1）。
9.根据权利要求1所述的基于石墨烯的动态可调吸波器天线，其特征在于，微带天线（4）包括第二介质基板和馈源，第二介质基板的下表面为铜制地板，第二介质基板的上表面为铜箔辐射贴片，铜制地板与铜箔辐射贴片共同形成馈源。
10.根据权利要求9所述的基于石墨烯的动态可调吸波器天线，其特征在于，微带天线（4）采用同轴馈电方式，铜箔辐射贴片的长为18.26mm，宽为13mm，且同轴馈电点距离铜箔辐射贴片中心的距离为3.5mm。
...【技术特征摘要】
1.基于石墨烯的动态可调吸波器天线，其特征在于，包括自上而下依次层叠设置的石墨烯三明治结构（1）、第一介质基板（2）、带通频率选择表面（3）和微带天线（4），石墨烯三明治结构（1）上阵列分布若干个“田”字缝隙单元（1011），带通频率选择表面（3）上阵列分布与若干个“田”字缝隙单元（1011）相对应的若干个拐角十字架缝隙单元（3011）。
2.根据权利要求1所述的基于石墨烯的动态可调吸波器天线，其特征在于，石墨烯三明治结构（1）包括两片pvc基底（101）、两片单层石墨烯（102）和离子液（103），两片单层石墨烯（102）分别设置在两片pvc基底（101）的相互靠近一面，离子液（103）夹设在两片单层石墨烯（102）中间。
3.根据权利要求2所述的基于石墨烯的动态可调吸波器天线，其特征在于，每片pvc基底（101）的厚度为0.07mm。
4.根据权利要求2所述的基于石墨烯的动态可调吸波器天线，其特征在于，每片单层石墨烯（102）均为正方形，其尺寸为160mm*160mm*0.35nm。
5.根据权利要求4所述的基于石墨烯的动态可调吸波器天线，其特征在于，若干个“田”字缝隙单元...
【专利技术属性】
技术研发人员：王夫蔚，黄超，刘璐，徐丹，陈晨，贺星瑞，陈晓江，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：
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