随着物联网时代的到来,无线传感网络的需求不断增长。传感器作为无线传感网络的核心部件,其性能好坏直接影响整个系统的功能,因而在通信、生物医学、环境检测、人工智能等领域应用广泛。在气体传感器应用中,一方面需要开发高灵敏度的敏感材料,另一方面对某些有毒气体需要实现无线传感的功能,以在气体检测中降低对人体的伤害。石墨烯(Graphene)作为一种碳原子,是以sp~2杂化的形式组成六边形蜂巢晶格的二维材料,具有电子迁移率高、比表面积大等特点,在气体传感检测中具有很高的灵敏度。当气体吸附在石墨烯表面时,石墨烯的表面电阻率会发生变化,因此可以作为气体传感器的敏感材料。本文中,基于氧化还原石墨烯与纳米银颗粒制备的混合传感材料,并将其与叉指电极和贴片天线相结合,实现了高灵敏度的气体传感和长距离无线传感。论文主要研究内容包括:(1)系统介绍了常用的三种无线传感天线,分别是线圈天线、偶极子天线和微带贴片天线,并分析了每种天线的工作原理,线圈天线主要是基于电磁感应,而偶极子天线和微带贴片天线主要是基于反向散射。从工作原理上看,线圈天线的无线传感距离较近,而另外两种天线形式可以实现相对较远的无线传感。然后对无线传感天线的主要涉及参量进行了详细介绍,主要包括阻抗、辐射效率、增益、方向性和识别距离。(2)制备了氧化还原石墨烯分散液,用喷墨打印机在柔性衬底上打印叉指电极,将氧化还原石墨烯分散液和纳米银导电墨水混合后作为气体敏感材料,通过滴涂成膜的方法覆盖在叉指电极表面,最后在自制的密闭腔室内测试了材料的传感性能。结果显示,基于叉指电极形式的氨气传感器在15ppm、50ppm、100ppm和200ppm浓度氨气下的响应分别为4.25%、6.1%、10.08%和14.7%,有着较高的灵敏度,并且具有较好的柔性性能。(3)首先,设计和仿真了一款基于偶极子天线的无线柔性气体传感器,通过仿真初步验证了其特性,随后用喷墨打印机进行了制备,最后对其进行了测试,测试结果并不理想。其次,设计了一款高性能的微带贴片天线,在该贴片天线终端位置加载了石墨烯混合传感材料rGO/Ag-ink。在有线测试中,该天线在200ppm浓度氨气下,谐振频率频移了10MHz左右。然后通过两个天线进行无线传感测试,通过发射天线反射系数的变化来检测氨气浓度的变化,并对其工作机理进行了探究。最后对石墨烯传感天线的辐射性能进行了测试,测试结果与仿真结果高度一致,结果表明该微带贴片天线传感器不仅实现了无线传感,且具有5.15dBi的增益。