基于液晶的太赫茲反射式移相器研究.pdf

1、液晶具有雙折射特性，通過(guò)外加電場(chǎng)或磁場(chǎng)，可使液晶的雙折射率發(fā)生變化。液晶在太赫茲波段仍具有相當(dāng)?shù)慕殡姼飨虍愋裕蛊湓谔掌濐I(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景?；谝壕У臑V波器、移相器、反射陣列天線等液晶電控調(diào)制器件成為研究熱點(diǎn)之一。液晶反射陣列天線具有增益高、方向性強(qiáng)、體積小、質(zhì)量輕、可實(shí)現(xiàn)天線波束的電控連續(xù)掃描的優(yōu)點(diǎn)。本文主要圍繞液晶在太赫茲波段的介電常數(shù)測(cè)試和基于液晶材料的反射陣列移相單元設(shè)計(jì)展開研究。
　　本文采用超材料吸收體結(jié)構(gòu)對(duì)液晶

2、介電常數(shù)進(jìn)行測(cè)試，利用仿真計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比對(duì)的方法，測(cè)試出S200和E7兩種液晶材料在F波段內(nèi)的介電常數(shù)值，各向異性值分別為0.59和0.42，該測(cè)試方法為液晶介電常數(shù)的測(cè)試在更高頻段提供了一種可靠手段。
　　針對(duì)太赫茲液晶反射陣列移相單元的設(shè)計(jì)，本文分別設(shè)計(jì)了單偶極子、雙偶極子和三偶極子液晶反射陣列單元，其產(chǎn)生的最大相移分別為260°、390°和416°，并對(duì)其反射特性進(jìn)行了詳細(xì)的研究。由于偶極子不能完全覆蓋單元表面，加電時(shí)電場(chǎng)

3、不均勻會(huì)造成液晶的不均勻性，從而會(huì)對(duì)單元的實(shí)際相移造成影響。為了分析這一問(wèn)題，本文通過(guò)建立雙偶極子液晶反射陣列單元的精確模型提高設(shè)計(jì)精度，最終在頻率范圍為330-338GHz時(shí)均實(shí)現(xiàn)250°以上的相移，在336GHz實(shí)現(xiàn)最大移相度285°;而采用液晶的均勻等效介電常數(shù)的雙偶極子單元，在頻率為335-345GHz頻段均產(chǎn)生了360°以上的相移，在342GHz實(shí)現(xiàn)最大相移390°。通過(guò)對(duì)比精確模型情況下，該單元最大相移的頻率點(diǎn)發(fā)生了變化，兩