本文介绍了一种采用石墨烯材料的太赫兹(THz)超宽带CPW馈电平面矩形单极天线的设计与特性研究。在这篇研究论文中,作者们提出了一个具有较大带宽的天线设计方案,该方案使用了石墨烯材料作为辐射贴片,并且通过石墨烯辐射贴片上的两个切割斜面来获得更宽的带宽。 文章讨论了太赫兹天线在通信系统发展中的重要性。随着太赫兹频段技术的发展,太赫兹天线因其在极高频领域的潜力而成为研究的热点。传统上,太赫兹天线的设计挑战在于其高频率和对材料、结构的严格要求。石墨烯作为一种新型的二维材料,因其卓越的导电性能在太赫兹频段的应用中具有优势。与传统金属相比,石墨烯的导电性能更为优异,这使得它在太赫兹频段更具竞争力。 接着,文章详细介绍了所提出的天线结构。该天线使用了熔融石英作为基底材料(相对介电常数εr=3.78,损耗正切tanδ=0.0001),以及黄金材料的共面波导(CPW)传输线。辐射贴片采用了矩形的石墨烯,为了达到更宽的带宽,天线的辐射贴片具有两个切割斜面。基底的尺寸为5mm×3mm,厚度为100µm。在设计中,作者们还考虑了基底的尺寸和厚度对天线阻抗特性和辐射性能的影响。 天线的设计采用了简化的几何和配置,这在低剖面、低耗材、宽带宽和全向辐射特性方面具有明显优势。在材料选择上,CPW馈电结构比传统的微带线馈电具有更低的损耗和更高的效率,且易于与其他电路集成。 文章还提到了石墨烯在天线设计中的应用相对较少,尤其是石墨烯天线的制造技术仍处于空白阶段。因此,作者们提出了基于CPW馈电的石墨烯平面矩形单极天线的设计,考虑了现有的制造条件的限制因素。无疑,基底在天线设计中扮演着重要角色,因此研究基底尺寸对天线性能的影响具有重要意义。 在论文的第三部分,作者们展示了天线的仿真结果,并对其进行了讨论。由于文档内容的限制,这里无法详细展示仿真数据和结果分析,但从提供的信息中可以看出,仿真结果是评估和验证天线性能的关键部分。 在第四部分的结论中,作者们总结了石墨烯THz超宽带CPW馈电平面矩形单极天线的设计和特性。通过这些讨论,可以看出作者们对天线在太赫兹频段中的应用潜力、设计中所采用的石墨烯材料、以及CPW馈电技术的优越性给予了高度评价。同时,基底材料的尺寸和厚度对天线性能的影响也得到了一定的考量。 本文介绍了一种创新的石墨烯太赫兹天线设计,其特点在于使用石墨烯材料作为辐射元件,并结合了CPW馈电技术,以期获得更宽的带宽和更好的辐射特性。这项研究不仅对太赫兹通信技术的发展具有重要意义,也对材料科学在电磁工程中的应用提出了新的思路。
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