[实用新型]基于石墨烯的微波段动态可调吸波器

说明书

本实用新型公开了一种基于石墨烯的微波段动态可调吸波器，属于微波器件技术领域，基于石墨烯的微波段动态可调吸波器，包括叠合设置的图案化石墨烯三明治结构、金属贴片阵列、FR4介质和金属底板，图案化石墨烯三明治结构包括两层叠合设置的PVC衬底，在每层PVC衬底的内侧均设有图案化石墨烯，在两层叠合设置的PVC衬底之间填充离子液。本实用新型石墨烯的方阻能够通过直流电压源对其施加不同的电压进行动态控制，利用直流偏压装置对生长出的石墨烯的阻抗进行动态调控，从而进行动态验证，具体功能包括对入射波进行完美吸收且中频吸波频点在Ku波段进行动态调谐，可用于隐身、热辐射测量等，为石墨烯在微波段的应用铺展了道路。

技术领域

本实用新型属于微波器件技术领域，涉及基于石墨烯的微波段动态可调吸波器。

背景技术

电磁波辐射吸收无论是在电磁学的基础研究还是在电磁器件技术方面都是很重要的课题。近些年以来，由于日常生活和军事领域中明显的辐射污染问题，微波吸波器在实现吸收特定频率的电磁波反射方面受到了越来越多的关注，在诸如电磁隐身、热辐射测量等领域都有着重要的应用。

近年来，随着超材料及超表面的发展，人们通过将超材料与一些无源可调器件如变容二极管(A.Tennant and B Chambers.“A single-layer tunable microwaveabsorber using an active FSS,”IEEE Microwave and Wireless Components Letters,vol.14,No.1,2004)、软木塞(K.Ling,M.Yoo,and S.Lim,“Frequency tunablemetamaterial absorber using hygroscopicity of nature cork,”IEEE AntennasWireless Propag.Lett.,vol.14,pp.1598–1601,2015)结合进行频率可调的吸波器研究，基于频率调制的器件也相应的蓬勃发展。作为一种二维的超材料，超表面具有轻质、便捷的物理特性，更重要的是，人们可以通过对亚波长单元的形状、尺寸等参数的改变获得预期的反射或透射幅度值，进而通过不同的阵列排布，形成各种功能性的器件。由于吸波器的拓扑形状一旦固定便很难改变，故而通常通过改变无源可调器件的属性来对吸波器进行调谐。传统的基于金属贴片的超材料外形一旦固定，其功能也随之确定。然而，传统的无源可调器件如变容二极管等存在焊接复杂，馈线众多的缺点，不利于平面化及可重构特性，给其实际应用造成不便。

石墨烯作为一种新兴的二维平面材料，在力学、电学、光学、生物化学等等方面表现出杰出的性能，如单层石墨烯具有接近97.7％的透光率，具有最快的电子迁移率(15000cm2/v/cm)，不受温度控制的超高电荷载流子迁移率(200000cm2/v/s) 和接近光速的高效的费米速度(106m/s)。石墨烯还有极好的机械性能，其杨氏模量为1.0TPa，此外，它还有极好的电子传导率及柔韧性。