基于高导电石墨烯薄膜的圆柱形保形阵列天线

本发明属于通讯天线，具体涉及一种基于高导电石墨烯薄膜的圆柱形保形阵列天线。

背景技术：

1、近年来，基于新型导电材料的柔性天线已经发展起来，解决了传统金属天线弯曲耐受性差、重量高、环境污染严重等问题。石墨烯因其高灵敏度、轻便、环保、耐腐蚀、机械稳定性等优异性能而受到好评，石墨烯天线除了重量轻、灵活、环保外，其原料石墨储能丰富，价格低，具有广阔的应用前景。

2、例如qinyin jia等人在其发表的论文“omnidirectional solid angle beam-switching flexible array antenna in millimeter wave for 5g micro base stationapplications"doi 10.1109/access.2019.2946372,ieee access中，提出了一种用于第五代(5g)微基站应用的圆柱形保形阵列天线(ccaa)。利用切比雪夫法综合元素中的电流振幅分布系数，构造了具有对数周期排列的柔性线性阵列天线(laa)。通过微机电系统工艺制备了半功率带宽(hpbw)大于76°(-38.41°～38.58°)和峰值增益大于10dbi的laa。但是其半功率宽带不高，导致其在达到全向辐射条件时，需要多个阵列天线。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于高导电石墨烯薄膜的圆柱形保形阵列天线，解决现有全向辐射的圆柱形保形阵列天线的半功率宽带不高，导致其在达到全向辐射条件时，需要多个阵列天线的问题。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于高导电石墨烯薄膜的圆柱形保形阵列天线，包括介质基板，所述介质基板的上侧设置有多个线性串馈阵列天线阵元，介质基板的下侧设置有地板；所述线性串馈阵列天线阵元包含多个贴片，并且多个贴片之间依次通过相同尺寸的微带线串联而成。

3、作为本发明的一种优选的技术方案，每个所述线性串馈阵列天线阵元均包含八个贴片，并且八个贴片中心位于同一直线，且中心旋转对称。

4、作为本发明的一种优选的技术方案，每个线性串馈阵列天线阵元中，所述贴片的宽度采用元件梯度法计算得出，且贴片的宽度比等于其表面上归一化电流幅值比。

5、作为本发明的一种优选的技术方案，所述线性串馈阵列天线阵元和所述地板均采用高导电石墨烯薄膜。

6、作为本发明的一种优选的技术方案，所述贴片为矩形。

7、本发明的有益效果是：(1)本发明的一种基于高导电石墨烯薄膜的圆柱形保形阵列天线，采用高导电石墨烯薄膜制作线性串馈阵列天线阵元，由于石墨烯具有很高的导电性，能有效的提高线性串馈天阵列天线阵元的辐射特性，可以提高其h面的半功率宽度，减少为达到全向辐射所需的阵元；(2)本发明的一种基于高导电石墨烯薄膜的圆柱形保形阵列天线，线性串馈阵列天线阵元中八个贴片的长度一致，减少了边缘效应对于贴片电流幅值的影响，提高阵元的辐射特性，进而提高其h面的半功率宽度，减少为达到全向辐射所需的阵元。

技术特征：

1.一种基于高导电石墨烯薄膜的圆柱形保形阵列天线，其特征在于，包括介质基板(1)，所述介质基板(1)的上侧设置有多个线性串馈阵列天线阵元，介质基板(1)的下侧设置有地板(2)；所述线性串馈阵列天线阵元包含多个贴片(4)，并且多个贴片(4)之间依次通过相同尺寸的微带线(3)串联而成。

2.根据权利要求1所述的基于高导电石墨烯薄膜的圆柱形保形阵列天线，其特征在于，每个所述线性串馈阵列天线阵元均包含八个贴片(4)，并且八个贴片(4)中心位于同一直线，且中心旋转对称。

3.根据权利要求2所述的基于高导电石墨烯薄膜的圆柱形保形阵列天线，其特征在于，每个线性串馈阵列天线阵元中，所述贴片(4)的宽度采用元件梯度法计算得出，且贴片(4)的宽度比等于其表面上归一化电流幅值比。

4.根据权利要求3所述的基于高导电石墨烯薄膜的圆柱形保形阵列天线，其特征在于，所述线性串馈阵列天线阵元和所述地板(2)均采用高导电石墨烯薄膜。

5.根据权利要求4所述的基于高导电石墨烯薄膜的圆柱形保形阵列天线，其特征在于，所述贴片(4)为矩形。

技术总结
本发明公开了一种基于高导电石墨烯薄膜的圆柱形保形阵列天线，包括介质基板，所述介质基板的上侧设置有多个线性串馈阵列天线阵元，介质基板的下侧设置有地板；所述线性串馈阵列天线阵元包含多个贴片，并且多个贴片之间依次通过相同尺寸的微带线串联而成。该基于高导电石墨烯薄膜的圆柱形保形阵列天线，解决了现有全向辐射的圆柱形保形阵列天线的半功率宽带不高，导致其在达到全向辐射条件时，需要多个阵列天线的问题。

技术研发人员：李娜,饶鑫,郑彬,赵驰,单玉玉,张静柯,徐博楠
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14