武汉理工《INT J RF MICROW C E》：高导电性石墨烯组装薄膜的5G双宽带带通滤波器

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成果简介

本文武汉理工大学理学院何大平教授课题组在《INTERNATIONAL JOURNAL OF RF AND MICROWAVE COMPUTER-AIDED ENGINEERING》期刊发表名为“High‐conductivity graphene‐assembled film‐based bandpass filter for 5G applications”的论文，研究提出一种基于高导电性石墨烯组装薄膜（GAF）的紧凑型5G双宽带带通滤波器（DBPF），该滤波器可以满足5G以下无线通信的6 GHz以下频段，高集成度和高信息传输率的要求。

GAF DBPF由两个折叠的开环步进阻抗谐振器组成，尺寸为21.9 mm×22.5 mm×0.53 mm。测量结果表明，所提出的GAF DBPF具有两个通带，其中心频率分别为2.14和3.5 GHz时3 dB分数带宽分别为15.95％和12.72％。此外，该滤波器在7.52 GHz频率下的减弱水平大于20 dB。

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图文导读

图1、A，由石墨烯组装薄膜（GAF）制成的折纸鹤的数码照片；B，GAF截面扫描电子显微镜（SEM）图像

图2、弯曲半径为2 cm的石墨烯组装膜（GAF）的柔韧性和机械稳定性测试

图3、A，5G石墨烯组装膜（GAF）双宽带带通滤波器（DBPF）的示意图; B，折叠式开环步进阻抗谐振器（FOLSIR）的等效电路

图4、导体损耗α Ç VS导体导电率σ

图5、模拟| S 21 | 零件宽度不同的滤波器的响应W 3，A; 间隙距离g，B；缝隙宽度S 1，C1

图6、石墨烯组装膜（GAF）双宽带带通滤波器（DBPF）在2.14、2.68和3.5 GHz处从左到右的模拟电场分布

图7. A，石墨烯组装薄膜（GAF）双宽带带通滤波器（DBPF）的照片；B，GAF DBPF的模拟（虚线）和实测（实线）∣ S 11，S 21 ∣响应

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小结

研究人员通过模拟和测量研究了一种硬币大小的紧凑型5G GAF DBPF，该硬币大小由两个FOLSIR组成。实验结果表明，GAF DBPF具有良好的滤波效果，因为通带两侧的TZ不仅增加了通带之间的隔离度，而且还增加了带外抑制的水平。石墨烯组装膜具有带内插入损耗小、回波损耗大、矩形系数好等优点，可以作为性能优良的5G DBPF。此外，石墨烯具有体积小、重量轻、成本低、机械稳定性好等独特性能。基于这些优点，GAF-DBPF可以被认为是5G无线通信系统的优秀候选，特别是在需要低成本、轻重量和易于制造的情况下。

文献：

https://doi.org/10.1002/mmce.22602

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