与微波以及毫米波频段相比,太赫兹频段具有独特的性能,目前已经深入影响着通信、电磁武器、雷达、电子对抗、安全检查、无损检测、医学成像、天文学等各个领域。由于太赫兹无线系统的快速发展,科研人员越来越关注太赫兹天线的研究。最近几年,太赫兹天线的领域的进步是有目共睹的,从将传统天线小型化逐渐发展到新材料天线的出现。在太赫兹频段下,由于石墨烯材料的导电性能十分优异,因此在该频段比金属更具有优势。本文研究了基于石墨烯的太赫兹天线反射阵列,具体的研究内容如下所述:1、首先介绍了课题的研究背景与意义,详细介绍了太赫兹天线以及基于石墨烯的太赫兹天线反射阵列目前的研究现状与发展趋势,然后阐述了天线的基础理论知识,石墨烯材料的Drude模型,以及如何在仿真软件HFSS中建立石墨烯天线模型。2、设计了四种不同衬底的石墨烯天线单元,仿真验证了石墨烯在太赫兹频段具有电控特性,即石墨烯的电导率随其外加偏置电压的变化而变化,具有可重构特性。此外还有石墨烯天线的加工测试以及外加偏置电压馈线系统的结构设计。提出了两种外加偏置电压的方法,即加底栅电压和顶栅电压,根据目前的加工工艺水平及要求拟定了天线的设计与加工方案。3、选用最优化的石墨烯天线单元组成反射阵列,仿真结果表明,反射阵列的方向性可以通过改变石墨烯天线单元的外加偏置电压,从而使相邻单元之间有相位差来调节,实现波束扫描。反射阵列的增益可以达到15dBi。并通过理论分析,可以得出仿真后的波束扫描角度与理论分析值相一致。