[0005] 本发明的目的在于解决上述问题，提供一种基于石墨烯的方向图及频率可重构微带天线。
[0006] 一种基于石墨烯的方向图及频率可重构微带天线包括天线介质层、设置在天线介质层上层的天线石墨烯‑金属辐射层；
[0007] 所述天线石墨烯‑金属辐射层包括一对构成微带偶极子天线的多边形辐射贴片，以及多个不同模式的引向器；
[0008] 所述多边形辐射贴片由调谐结构以及辐射体构成。
[0009] 所述调谐结构为靠近激励端口的石墨烯贴片；该结构靠近激励端口可以对微带天线的激励电流起到最大限度的调谐作用。
[0010] 所述辐射体为与调谐结构相连的金属贴片，其材质为传统金属材料；辐射体结构采用金属材料能够使得天线保持传统天线的辐射性能。
[0011] 调谐结构、辐射体共同构成1/2工作频率波长的多边形辐射贴片，调谐结构的长度越长则天线可调谐范围越大，但天线的辐射性能降低，当前为基于仿真的最优值，调谐结构长度为5μm。
[0012] 作为优选，两个辐射贴片间的距离为5μm。
[0013] 作为优选，调谐结构为三角形，其顶点靠近激励端口；辐射体结构为六边形；所述调谐结构以及辐射体结构共同构成五边形结构。
[0014] 所述的引向器均由两个关于激励端口中心对称的引向贴片构成；每个引向器的两个引向贴片的一端与不同多边形辐射贴片的辐射体连接；
[0015] 作为优选，每个引向贴片由多个平行设置的矩形引向贴片构成，且相邻引向贴片间留有缝隙。
[0016] 所述引向贴片的材料为石墨烯材料，利用石墨烯材料的特殊性质可以实现对每一对引向器结构的具体控制，从而实现天线辐射方向图的可重构特性。
[0017] 作为优选，所述介质层的材质为透明玻璃基板，介电常数为3.75，厚度为5μm。
[0018] 所述多边形石墨烯‑金属辐射贴片不仅使得发明天线具备了石墨烯的可重构特性，同时石墨烯的等离子激元作用于天线，也为发明天线带来了更低的反射系数，而后分布于发明天线两端的引向贴片结构又使得天线具备了方向图可重构特性。
[0019] 本发明的另一个目的是基于石墨烯的方向图及频率可重构微带天线的重构方法，具体是：
[0020] 1)通过改变多边形辐射贴片中调谐结构石墨烯材料的化学势，从而改变多边形辐射贴片的表面阻抗，进而调节介质层与石墨烯调谐结构之间等效电容的值，从而等效于改变微带偶极子天线的匹配趋势，最终实现微带偶极子天线的频率可重构。
[0021] 2)通过引向贴片石墨烯材料的化学势，从而改变引向贴片的表面阻抗，进而实现对不同模式引向器的控制，达到不同引向器的引向效果，从而实现微带偶极子天线方向图可重构。
[0022] 作为优选，通过改变石墨烯调谐部分的偏置电压，进而改变石墨烯调谐部分的化学势。
[0023] 与现有技术相比，本发明的有益效果：
[0024] 本发明通过改变施加在微带偶极子天线的石墨烯调谐贴片结构上的外偏置电压，从而改变贴片结构石墨烯材料的化学势，改变多边形辐射贴片的表面阻抗。由于石墨烯是印刷在石英衬底上的，衬底与石墨烯之间的界面可以用二极管电容很好地近似。因此，通过改变加载在石墨烯上的偏置电压，可以调节等效电容的值，从而改变匹配趋势，进而实现本发明微带偶极子天线的频率可重构。同时基于上述石墨烯材料在天线应用中的特性，通过改变加载在石墨烯引向贴片上的偏置电压可以实现对发明天线中引向器结构的具体控制，通过控制不同引向器结构的引向效果，从而实现本发明天线方向图可重构。
[0025] 本发明提出的多边形石墨烯‑金属辐射贴片不仅使得发明天线具备了石墨烯的可重构特性，同时石墨烯的等离子激元作用于天线，也为发明天线带来了更低的反射系数，而后分布于发明天线两端的引向贴片结构又使得天线具备了方向图可重构特性。
[0026] 本发明天线的介质层采用的是方形透明玻璃基板，使得本发明天线可以很容易地印刷在汽车玻璃上。本发明天线在汽车通信即汽车传感器上具有很大的应用潜力。
