天线阵在通讯、电子战应用中具有十分重要的作用。卫星通信、微小战场机器人及电磁定向武器均需要高增益天线阵。实际应用中,有效载荷限制了天线阵元的数目,使其难以达到高增益。根据天线阵列原理,造成该矛盾的原因在于传统天线增益对天线口面的低效使用,需要大口面才能达到高方向性。为克服上述困难,本申请提出了一种全新的、基于介观物理的碳纳米管阵列天线,该天线以碳纳米管作为基本辐射单元。由于碳纳米管中电子运动具有弹
在本年度的资助下,我们对碳纳米管阵列作为天线和传输线可能应用进行了理论和实验研究。理论研究表明,在外加周期振荡激励下,纳米管中电子作相同频率的周期振荡,从而辐射相同频率的电磁波;在考虑量子效应后,纳米管的等效谐振长度远大于其物理长度,为可能研制纳米管阵列传输线提供理论支持。同时,我们对纳米管阵列天线的两种馈电方式进行了研究。最后,我们分别对碳纳米管阵列构成的纳米管阵列天线和传输线进行了辐射性能和传输性能的实验研究。测试结果表明,加载了碳纳米管阵列的结构,无论在辐射特性上还是在传输性能上均有一定程度的改善。