CN104078742B - 一种透明介质天线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种透明介质天线，该天线包括辐射载体及基材，辐射载体由石墨烯制成，基材为透明的可塑性粘性基材，辐射载体粘结在基材上。与现有技术相比，本发明的天线在可见光频谱范围内保持透明且超薄；本发明天线在实现传统工艺天线的全部功能以外，其导电性能远高于传统的铜质天线；本发明的天线使用方便，通过基材可以以弯曲形状安装在设备内外的任何位置；本发明的天线的耐磨性、抗拉伸性及柔韧性均远高于传统铜质天线；本发明的天线安装方便，可以满足更苛刻的结构要求。
Description
技术领域
本发明属于电子元件领域，涉及一种天线，尤其是涉及一种透明介质天线。
背景技术
随着便携式电子通讯设备的普及和应用，对终端设备的外观及内部空间要求越来越严格，如何合理的利用终端设备的内部空间，已变得尤为迫切。如手机天线的设计往往受到内部空间的限制，而无法实现更高的要求。另外由于客户个性化的需求，手机厂商往往设计出与众不同的手机才能满足客户，透明状的手机具体非同一般的时尚效果，这就需要手机内部同时也配备同样透明的配件，但是又必须保证足够的性能。
石墨烯是世上最薄也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光；导热系数高达5300W/(m·K)，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm2/(V·s)，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只有约10-6Ω·cm，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低，电子跑的速度极快，因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明天线、触控屏幕、光板，甚至是太阳能电池。
石墨烯稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯中电子受到的干扰也非常小。
石墨烯是人类已知强度最高的物质，比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。哥伦比亚大学的物理学家对石墨烯的机械特性进行了全面的研究。他们选取了一些10～20微米的石墨烯微粒。研究人员先是将这些石墨烯样品放在了一个表面被钻有小孔的晶体薄板上，这些孔的直径在1～1.5微米之间。之后，他们用金刚石制成的探针对这些放置在小孔上的石墨烯施加压力，以测试它们的承受能力。在石墨烯样品微粒开始碎裂前，它们每100纳米距离上可承受的最大压力居然达到了大约2.9微牛。据科学家们测算，这一结果相当于要施加55牛顿的压力才能使1米长的石墨烯断裂。如果用石墨烯制成包装袋，那么它将能承受大约两吨重的物品。
发明内容
本发明的目的就是为了克服传统铜质天线存在的不可透光性而提供一种具有良好电性能的透明介质天线。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种透明介质天线，该天线包括辐射载体及基材，所述的辐射载体由石墨烯制成，所述的基材为透明的可塑性粘性基材，所述的辐射载体粘结在基材上。
所述的辐射载体由石墨烯经过开槽和切割，具有1/4波长走线，并经射频技术处理，能够产生驻波谐振。
所述的天线透明。
所述的天线通过基材粘贴在设备内的任何位置，所述的天线可以随设备结构的不同而呈任意形状设置。
石墨烯具有良好的导电性能，及高透光率，因此加工后的石墨烯可以将电信号转换成电磁波的形式将信号良好的传输出去，即实现良好的无线通讯性能，用来替代传统铜质材料来传递电信号，并且具备传统铜质材料不具备的透明功能，用在一些透明设备中，可以做到完全隐形，不影响设备外观及使用。基材本身具备可塑性，粘性及透明性，且不会影响石墨烯的性能。可塑性保证石墨烯也能够安装在非常规的形状表面，如球面，曲面，弧面，折角等。充分利用了设备内有限的空间。
本发明的透明介质天线的制备方法为：
(1)先利用传统铜质设计天线，可以得到辐射载体的外形，然后采用传统铜质天线的设计图纸对石墨烯材料进行加工，制备得到辐射载体，在制备辐射载体的过程中利用激光切割的方式控制石墨烯加工切割精度，由于石墨烯本身就是单层结构，可以保持良好的均匀性；
(2)制备透明的可塑性粘性基材，在此过程中要调整基材本身的透明度及可塑性，采用喷漆的方式控制透明度，可塑性基材采用塑胶保持可塑性；
(3)将辐射载体粘结在基材上，制作过程中需要保持辐射载体外形与图纸一致。
使用本发明的天线时，通过基材将辐射载体安装在设备内部，石墨烯制备的辐射载体的外型需与设备外型一致，安装后，需要测试天线的电性能，然后使用专门加工工具反复调整，直至达到较好的电性能。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明的天线由透明的石墨烯和透明基材制成，天线在可见光频谱范围内保持透明且超薄；
(2)本发明的天线采用石墨烯作为辐射载体，在实现传统工艺天线的全部功能以外，其导电性能远高于传统的铜质天线；
(3)本发明的天线使用方便，通过基材可以以弯曲形状安装在设备内外的任何位置；
(4)本发明的天线的耐磨性、抗拉伸性及柔韧性均远高于传统铜质天线；
(5)本发明的天线安装方便，可以满足更苛刻的结构要求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中，1为基材，2为辐射载体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种透明介质天线，如图1所示，该天线包括辐射载体2及基材1，辐射载体2由石墨烯制成，基材1为透明的可塑性粘性基材，辐射载体2粘结在基材1上。辐射载体2由石墨烯经过开槽和切割，具有1/4波长走线，并经射频技术处理，能够产生驻波谐振。天线通过基材1粘贴在设备内的任何位置，天线可以随设备结构的不同而呈任意形状设置。
由于石墨烯具有良好的导电性能，及高透光率，因此加工后的石墨烯可以将电信号转换成电磁波的形式将信号良好的传输出去，即实现良好的无线通讯性能，用来替代传统铜质材料来传递电信号，并且具备传统铜质材料不具备的透明功能，用在一些透明设备中，可以做到完全隐形，不影响设备外观及使用。基材1本身具备可塑性，粘性及透明性，且不会影响石墨烯的性能。可塑性保证石墨烯也能够安装在非常规的形状表面，如球面，曲面，弧面，折角等。充分利用了设备内有限的空间。
本发明的透明介质天线的制备方法为：
(1)先利用传统铜质设计天线，可以得到辐射载体的外形，然后采用传统铜质天线的设计图纸对石墨烯材料进行加工，制备得到辐射载体，在制备辐射载体的过程中利用激光切割的方式控制石墨烯加工切割精度，由于石墨烯本身就是单层结构，可以保持良好的均匀性；
(2)制备透明的可塑性粘性基材，在此过程中要调整基材本身的透明度及可塑性，采用喷漆的方式控制透明度，可塑性基材采用塑胶保持可塑性；
(3)将辐射载体粘结在基材上，制作过程中需要保持辐射载体外形与图纸一致。
使用本发明的天线时，通过基材1将辐射载体2安装在设备内部，石墨烯制备的辐射载体2的外型需与设备外型一致，安装后，需要测试天线的电性能，然后使用专门加工工具反复调整，直至达到较好的电性能。
Claims (2)
1.一种透明介质天线的制备方法，其特征在于，所述的透明介质天线包括辐射载体及基材，所述的辐射载体由石墨烯制成，所述的基材为透明的可塑性粘性基材，所述的辐射载体粘结在基材上；
该制备方法包括以下步骤：
(1)先利用传统铜质设计天线，得到辐射载体的外形，然后采用传统铜质天线的设计图纸对石墨烯材料进行加工，制备得到辐射载体，在制备辐射载体的过程中利用激光切割的方式控制石墨烯加工切割精度，由于石墨烯本身就是单层结构，可以保持良好的均匀性；
(2)制备透明的可塑性粘性基材，在此过程中要调整基材本身的透明度及可塑性，采用喷漆的方式控制透明度，可塑性基材采用塑胶保持可塑性；
(3)将辐射载体粘结在基材上，制作过程中需要保持辐射载体外形与图纸一致。
2.根据权利要求1所述的一种透明介质天线的制备方法，其特征在于，所述的天线通过基材粘贴在设备内的任何位置，所述的天线可以随设备结构的不同而呈任意形状设置。
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