研究目的
设计一种由安装在石墨烯网格上的交叉金属偶极子组成的可切换太赫兹反射阵列天线,用于在1太赫兹频率下实现可切换的辐射方向图。
研究成果
设计的可切换太赫兹反射阵列在施加偏置电压时,能将入射的垂直平面波偏转到预设方向,展现出超过330°的相位调节范围。该性能通过电场分布、辐射方向图和电流分布的仿真进行了验证。
研究不足
所提出设计面临的挑战在于其可制造性,需要复杂的微加工工艺将单层石墨烯图案化为特定的周期性结构,并将石墨烯结构与金属偶极子置于同一层中。
1:实验设计与方法选择:
该设计采用交叉铂金偶极子置于石墨烯网格中的反射阵列天线,利用石墨烯的可调电导率实现开关操作。
2:样本选择与数据来源:
结构包括顶部铂金交叉偶极子和石墨烯方形环、石英基底以及铂金接地面。
3:实验设备与材料清单:
偶极子和接地面使用铂金,网格使用石墨烯,基底为石英,偏置电极使用氧化铝-硅。
4:实验步骤与操作流程:
通过改变偶极子长度并对石墨烯网格施加不同偏置电压来模拟反射系数。
5:数据分析方法:
分析相位响应、场分布和辐射方向图以验证设计性能。
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platinum
Used for crossed dipoles and ground plane in the reflectarray antenna design.
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graphene
Forms the grid for switchable operation in the reflectarray antenna, utilizing its tunable conductivity.
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quartz
Used as a substrate in the reflectarray antenna design.
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alumina-silicon
Used for bias electrodes to control the chemical potential of graphene with a low voltage.
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