碳納米管陣列輻射的實驗研究資料說明

　　自1991年日本Iijima教授發(fā)現(xiàn)碳納米管以來，納米技術(shù)吸引了大量科學(xué)家的興趣和研究，是目前科學(xué)界的研究熱點?；谔技{米管獨特的電學(xué)特性，提出了利用碳納米管陣列構(gòu)筑新型天線和傳輸線的設(shè)想。自此，國外相關(guān)機構(gòu)也開展了有關(guān)碳納米管和電磁波相互作用的研究利用碳納米管構(gòu)建新型的電磁波傳輸介質(zhì)以及發(fā)展新型的天線技術(shù)成為微波領(lǐng)域研究的一個熱點。由于具有彈道輸運效應(yīng)以及準(zhǔn)一維量子線特性，碳納米管與傳統(tǒng)金屬管相比具有較低的歐姆損耗和較弱的趨膚效應(yīng)，具有構(gòu)建新型天線的可能，因此國內(nèi)外對納米天線進(jìn)行了不少研究。研究了單根納米管作為偶極子天線的性質(zhì)，理論計算表明納米管上電磁波的波長大約是自由空間中波長的1/50，具有在較低頻段諧振的可能。但是由于單根碳納米管天線輸入阻抗很高，導(dǎo)致天線效率太低，并沒有實際應(yīng)用的可能。因此采用碳納米管陣列構(gòu)建更具有現(xiàn)實意義。提出采用中點饋電的碳納米管束作為天線陣并采用CST進(jìn)行仿真，結(jié)果表明納米管束比單根納米管的天線效率提高了30-40dB，文中把納米管束作為電導(dǎo)率與納米管根數(shù)成正比的單根天線來研究，在理論上不夠準(zhǔn)確，而且鑒于納米管束的尺寸，采用中點饋電的方式激勵納米管束在實際中很難實現(xiàn)，所以耦合饋電方式是更好的選擇。采用碳納米管束組成圓形和矩形陣列并進(jìn)行了仿真分析，討論了納米管陣列各尺寸參數(shù)對輻射的影響，但是該文并沒有考慮到納米管的量子效應(yīng)并且缺乏相關(guān)實驗。本文提出了一種新型的碳納米管天線陣列研究方法，即采用傳統(tǒng)微帶天線和印刷八木天線分別加載碳納米管束的方法對納米管陣列進(jìn)行空間饋電并進(jìn)行了實驗測試，測試結(jié)果表明加載碳納米管陣列后微帶天線輻射性能有明顯改變。