毫米波和短距离无线通信天线基于高导电性石墨烯组装薄膜
Yitong Xin1, Rongguo Song1,2, Shaoqiu Jiang1
1Hubei Engineering Research Center of RF-Microwave Technology and Application, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China.
ACS applied materials & interfaces
|November 14, 2023
概括
运行在45和60 GHz的石墨烯组装膜天线阵列为物联网提供高速,安全的短距离无线通信. 这些毫米波天线表现出高效的室内传输和通过墙壁减少信号泄漏.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
- 无线通信无线通信
背景情况:
- 毫米波 (mmWave) 和短距离无线通信对物联网 (IoT) 至关重要,需要高传输速度和数据容量.
- 石墨烯组装薄膜 (GAF) 为开发这些频段的先进天线解决方案提供了一种新材料.
研究的目的:
- 提出并验证两个以石墨烯组装的薄膜天线阵列,在45GHz和60GHz运行,用于短距离无线通信.
- 评估这些天线在室内环境中的带宽,增益和信号传播特征方面的性能.
主要方法:
- 设计和制造45GHz磁电双极天线阵列与带槽合器.
- 设计和制造60 GHz微带不连续辐射阵列.
- 在会议室中对传输性能进行实验验证,测量室内和穿过墙壁的信号丢失率.
主要成果:
- 45GHz天线阵列实现了40-49.5GHz的带宽和11.8dBi的增益.
- 60GHz天线阵列实现了59-64GHz的带宽和14.92dBi的峰值增益.
- 室内信号下降率较低 (0.064-0.071dB/cm),而穿墙下降率显著更高 (2.3-3.13dB/cm),表明安全性提高.
结论:
- 拟议的GAF天线阵列有效地支持以毫米波频率的快速室内短程无线通信.
- 在室内与通过墙壁的信号减弱的明显差异证实了安全数据传输的潜力.
- 这项研究突出了石墨烯基材料对未来高频通信系统的巨大潜力.
