基于液晶材料的Ku波段電調(diào)諧移相器研究.pdf

1、現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展對于相控陣天線的要求越來越高，而電調(diào)諧移相器作為相控陣單元的核心部件，對整個陣列的性能起著至關(guān)重要的作用。當前，對于低損耗、小型化、成本低廉的電調(diào)諧移相器有著迫切的需求。液晶作為一種電控介質(zhì)，可以工作在微波、毫米波甚至太赫茲頻段。同時，相比于鐵氧體材料具有成本低廉的優(yōu)勢。
　　在上述背景下，本文針對基于液晶材料的Ku波段移相器的分析、設(shè)計、加工方法展開深入研究。文中首先在傳統(tǒng)彎折線結(jié)構(gòu)移相器進行了改進，提出了一種

2、小型化設(shè)計方法，最終設(shè)計的Ku波段液晶電調(diào)諧移相器相比于已發(fā)表文獻中的最優(yōu)結(jié)果，在同面積下差分相移量提高50％。繼而，在上述研究工作的基礎(chǔ)上，文中進一步設(shè)計出了一款 Ku波段的4*1單元電控掃描天線陣。結(jié)果表明，當液晶材料在外加電場的作用下，相對介電常數(shù)從2.5變化至3.3時，該天線陣可以實現(xiàn)主波束方向從-20°掃描到+20度掃描，并且保持增益約為10dB左右，副瓣電平小于-10dB。實物測試結(jié)果中，工作頻率仍然為12.6GHz，但主瓣

3、寬度增大為40°左右，掃描角度只有30度左右，同時液晶損耗較大，導(dǎo)致增益變?yōu)樨撝担瑸?4dB左右，這與設(shè)置液晶損耗角正切為0.06時的仿真結(jié)果基本相同。
　　另一方面，本文通過對二端口T型復(fù)合左右手傳輸線的微波網(wǎng)絡(luò)特性的深入分析，以及研究總結(jié)平衡復(fù)合左右手傳輸線的設(shè)計方法，最終設(shè)計出了一種復(fù)合左右手液晶電調(diào)諧移相器。研究過程中，我們將T型網(wǎng)絡(luò)與復(fù)合左右手傳輸線的阻抗特性相結(jié)合，并從仿真結(jié)果中提取與T型微波網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)傳輸線阻抗，最終分