Design of Impedance Copuplers for Graphene Nanoantenna in the Thz Band

Las comunicaciones inalámbricas de las futuras generaciones requerirán nanoantenas capaces de funcionar en la banda de Terahercios, sin embargo, la miniaturización provoca dificultades en la conductividad, altas pérdidas de propagación y degradación en la eficiencia de radiación. Además, para lograr la máxima transferencia de energía en un sistema de comunicación inalámbrica a nanoescala, se requieren acopladores de impedancia. Por lo tanto, se modeló una nanoantena tipo parche basada en grafeno en dos sustratos dieléctricos, silicio y dióxido de silicio, en los cuales se aplicó un voltaje de polarización entre 0.83 y 29.9 V. Para el acoplamiento del parche con el puerto de energía, se utilizaron métodos de contacto directo, como una línea de microcinta de 50 Ω, inserciones en el parche y el transformador de cuarto de onda. Los mejores resultados obtenidos en la comparación de rendimiento fueron con el transformador de cuarto de onda con una pérdida de retorno de -33.54 dB, ganancia de 5.6 dBi, directividad de 6.05 dBi, VSWR de 1.15, un ancho de banda de 350 GHz, eficiencia del 92%, HPBW de 99.2°, F/B de 12.8 dB para una frecuencia de resonancia de 2.6 THz y en el caso de 4.2 THz una pérdida de retorno de -35.24 dB, ganancia de 4.9 dBi, directividad de 5.6 dBi, VSWR de 1.13, ancho de banda de 187 GHz con eficiencia del 90%, HPBW de 106.5°, F/B de 12.2 dB. Por lo tanto, el transformador de cuarto de onda es óptimo para igualar impedancias, lograr bajas pérdidas de propagación y cumplir con los parámetros operativos óptimos.