[发明专利]一种含石墨烯光学共轴窗的微波反射面天线

说明书

本发明公开了一种含石墨烯光学共轴窗的微波反射面天线，包括：偏置反射面(1)、微波馈源天线(2)、石墨烯光学/微波共轴窗口(3)和光学信号源/传感器(7)。偏置反射面为轴心开孔的抛物面型偏置反射面；微波馈源天线(2)相对于偏置反射面(1)设置；石墨烯光学/微波共轴窗口(3)设置在偏置反射面(1)轴心的开孔中；光学信号源/传感器(7)设置在石墨烯光学/微波共轴窗口(3)的后方，用于透过石墨烯光学/微波共轴窗口(3)接收或发送光学信号。本发明提供了一种符合遥感、探测、通讯与测试仿真系统要求的高增益、高精度、结构紧凑的光学/微波共轴反射面天线。

技术领域

本发明属于光学/微波多模遥感、探测、通信与测试仿真技术领域，具体涉及一种含石墨烯光学共轴窗的微波反射面天线。

背景技术

以紫外/激光/红外为代表的光学设计和以毫米波/微波为代表的微波设计相结合可以相互补充各自的缺点，并突出了各自的优点，将两大类设计共轴在一起成为最近研究的热点。例如在卫星遥感，将红外遥感与微波遥感共轴可以节省所需占用的空间，减小卫星体积，降低设计与发射等成本，并可利用红外与微波的频谱特性判断不同物质的分布，获取更丰富有效的信息。在遥感、雷达探测、通信与仿真测试技术中，光学设计中的任一种模式与电磁设计中的任一种模式结合，都会更有效的获取信息；若有效解决光学/微波共轴问题，便可大幅节省成本。

公开号CN104134870A公布了一种以多层石墨烯转移为基础的贴片天线制作方法，该方法可满足某些场合对透光性能微带天线的需要，但由于微带阵列的结构特性约束，较难满足遥感、探测、通信与测试仿真技术对天线带宽、增益与静区相位平整度的要求。且该方案使用多层石墨烯，光学设计的均匀性与透过率均有所降低。

发明内容

本发明的目的是用于提供一种含石墨烯光学共轴窗的微波反射面天线，用以解决遥感、探测、通讯与测试仿真系统中要求的天线高增益、高精度、结构紧凑和光学/微波共轴的技术问题。

本发明提出了一种含石墨烯光学共轴窗的微波反射面天线，包括：

偏置反射面，其为轴心开孔的抛物面型偏置反射面；

微波馈源天线，其设置在所述偏置反射面的前方；

石墨烯光学/微波共轴窗口，其设置在所述偏置反射面轴心的开孔中，用于与所述偏置反射面一同为所述微波馈源天线反射收发的微波信号，并使光学信号源/传感器接收或发送的光学信号得以通过；及

光学信号源/传感器，其设置在所述石墨烯光学/微波共轴窗口的后方，用于透过所述石墨烯光学/微波共轴窗口接收或发送光学信号。

本发明提出的所述含石墨烯光学共轴窗的微波反射面天线中，所述石墨烯光学/微波共轴窗口包括：

介质层，其馈源照射面与所述轴心开孔偏置反射面共型；及

两层石墨烯层，其分别附着在所述介质层的两侧表面。

本发明提出的所述含石墨烯光学共轴窗的微波反射面天线中，所述石墨烯光学/微波共轴窗口还包括：导线，所述导线的一端分别与所述石墨烯层连接，另一端与恒定电流源或恒定电压源连接，用于向所述石墨烯层提供偏置，以提高石墨烯层的导电性，提高石墨烯层对微波信号的反射率。

本发明提出的所述含石墨烯光学共轴窗的微波反射面天线中，所述石墨烯层为单层二维碳原子组成的石墨烯或多层二维碳原子组成的石墨烯，或整片石墨烯或石墨烯鳞片组成的含交叠结构的石墨烯。

本发明提出的所述含石墨烯光学共轴窗的微波反射面天线中，所述石墨烯层中掺杂碳纳米管或化学元素提高其导电率。

本发明提出的所述含石墨烯光学共轴窗的微波反射面天线中，所述介质层为对于红外光、激光和紫外光具有高透光性的绝缘材料。