基于石墨烯的频率可重构微带阵列天线设计

提出一款基于石墨烯开关的频率可重构平面微带阵列天线,该阵列天线单元为添加L型双枝节的矩形金属贴片,枝节和矩形贴片之间加载石墨烯。使用电压调控石墨烯表面阻抗,从而改变电流路径及有效长度,实现工作频率的可重构。首先,对天线单元进行了模拟仿真,结果表明该天线单元可实现1 GHz的频率可调范围,反射系数在4.2,5.2 GHz 2个工作频点处均低于-15 dB。其次,分析了天线单元的L型双枝节和金属贴片的关键参数对天线单元频移范围的影响,并设计了对应的并联微带馈电网络,将该天线单元组成4×4的微带阵列天线。然后对阵列天线进行仿真分析,结果表明,微带阵列天线最大辐射增益拓展至11.53 dBi。最后,根据设计天线进行了实物加工,并在微波暗室内进行了测试,测试结果表明:阵列天线实现了4.05 GHz和5.56 GHz的双频点可重构,最大辐射增益约为9.6 dBi,验证了天线的频率可重构性,证明了该天线在不同的工作频点均具有良好的辐射特性。

一种低频超宽带脉冲探地雷达天线设计

针对探地雷达天线的设计,提出了一款变形蝶形天线,天线的整体尺寸为530 mm×483 mm×2 mm,工作频段为180 MHz~3 GHz,相对带宽达177%,可实现超宽带脉冲信号的完整辐射。对天线进行了实物加工和测试,各项性能的测试结果均与仿真结果的吻合良好。将该天线用于探地雷达系统,分别对隧道埋藏目标、高架桥及行进车辆进行了测试,测试结果表明,雷达系统探测距离大于10 m,纵向分辨率小于0.6 m,且可实现动态目标探测。