一个循环偏振的基于石墨烯的宽带1 × 2阵列天线,用于太赫兹频谱应用
Abdelaaziz El Ansari1, Sudipta Das2, Tanvir Islam3
1Signal, System and Component Laboratory, Sidi Mohamed Ben Abdellah University - FST, Fez, 30000, Morocco.
Heliyon
|September 23, 2024
概括
本研究介绍了一种用于特拉赫兹应用的紧型石墨烯天线阵列,实现圆极化和宽带宽. 新的设计提高了高速数据传输和成像的性能.
科学领域:
- 电磁学 电磁学 电磁学 电磁学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 天线工程天线工程
背景情况:
- 太赫兹 (THz) 应用需要具有特定偏振特性的高效天线.
- 微型化和宽带宽是THz天线设计的关键挑战.
研究的目的:
- 为THz应用设计和分析一个基于石墨烯的1x2阵列,具有循环偏振的紧型天线.
- 为了提高天线性能指标,如增益,带宽和效率.
主要方法:
- 使用折叠的四分之一波阻抗变压器进行尺寸缩小.
- 嵌入的几何修改,包括截断的角落和花朵/圆形槽,以提高性能.
- 在数组配置中采用魔法-T功率分隔器进行阻抗匹配.
- 使用高频结构模拟器 (HFSS) 和计算机模拟技术 (CST) 模拟天线性能.
主要成果:
- 实现了循环偏振,轴向比带宽为3dB的205GHz (2.345-2.55THz).
- 证明了210 GHz (2.345-2.555 THz) 的广泛光谱覆盖范围.
- 获得8.65dB的最大增强和99.8%的辐射效率.
- 该天线阵列具有53.5 × 102 × 1.56 μm3的紧尺寸.
结论:
- 拟议的石墨烯天线阵列有效地实现了圆极化和在太赫兹频率的宽带宽.
- 新的设计修改导致天线性能显著改善.
- 该天线适用于各种THz应用,包括高速数据传输,材料表征和成像.
