本文關(guān)鍵詞：基于液晶材料的Ku波段電調(diào)諧移相器研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展對(duì)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(duì)整個(gè)陣列的性能起著至關(guān)重要的作用。當(dāng)前,對(duì)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(shí),相比于鐵氧體材料具有成本低廉的優(yōu)勢(shì)。在上述背景下,本文針對(duì)基于液晶材料的Ku波段移相器的分析、設(shè)計(jì)、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(jìn)行了改進(jìn),提出了一種小型化設(shè)計(jì)方法,最終設(shè)計(jì)的Ku波段液晶電調(diào)諧移相器相比于已發(fā)表文獻(xiàn)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(jìn)一步設(shè)計(jì)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(dāng)液晶材料在外加電場(chǎng)的作用下,相對(duì)介電常數(shù)從2.5變化至3.3時(shí),該天線陣可以實(shí)現(xiàn)主波束方向從-20°掃描到+20度掃描,并且保持增益約為10d B左右,副瓣電平小于-10dB。實(shí)物測(cè)試結(jié)果中,工作頻率仍然為12.6GHz,但主瓣寬度增大為40°左右,掃描角度只有30度左右,同時(shí)液晶損耗較大,導(dǎo)致增益變?yōu)樨?fù)值,為-4d B左右,這與設(shè)置液晶損耗角正切為0.06時(shí)的仿真結(jié)果基本相同。另一方面,本文通過對(duì)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(jì)方法,最終設(shè)計(jì)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(duì)應(yīng)傳輸線阻抗,最終分別依據(jù)串聯(lián)阻抗和并聯(lián)阻抗調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)了復(fù)合左右手傳輸線的平衡狀態(tài)。研究結(jié)果表明,當(dāng)液晶有效介電常數(shù)從2.5變化至3.3,該移相器在12.6GHz可以實(shí)現(xiàn)474°的差分相移,比第三章中的小型化彎折線移相器的相移量進(jìn)一步提高68%。
【關(guān)鍵詞】：液晶 電調(diào)諧 復(fù)合左右手傳輸線 移相器 陣列天線
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN821.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題背景及研究目的和意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 第2章 復(fù)合左右手理論與液晶材料的電磁特性16-28
• 2.1 復(fù)合左右手傳輸線理論16-20
• 2.2 液晶材料在微波頻段的電磁特性20-26
• 2.2.1 液晶材料的磁場(chǎng)響應(yīng)20-22
• 2.2.2 液晶材料的電場(chǎng)響應(yīng)22-24
• 2.2.3 液晶材料的形變24-25
• 2.2.4 液晶的配向和偏轉(zhuǎn)25-26
• 2.3 電調(diào)諧液晶移相器工作原理26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 小型化彎折線液晶移相器28-50
• 3.1 引言28-29
• 3.2 液晶封裝和饋電方法29-32
• 3.3 小型化彎折線液晶移相器32-37
• 3.3.1 液晶厚度為 0.1mm時(shí)彎折線移相器的設(shè)計(jì)32-34
• 3.3.2 液晶厚度為 0.25mm時(shí)彎折線移相器的設(shè)計(jì)34-37
• 3.4 基于小型化彎折線液晶移相器的電調(diào)陣列天線37-49
• 3.4.1 三端.功分器的設(shè)計(jì)37-39
• 3.4.2 輻射單元的設(shè)計(jì)39-41
• 3.4.3 陣列天線的設(shè)計(jì)41-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第4章 基于復(fù)合左右手傳輸線的液晶電調(diào)移相器50-64
• 4.1 引言50
• 4.2 平衡復(fù)合左右手傳輸線調(diào)節(jié)方法50-53
• 4.3 基于縫隙電容的復(fù)合左右手液晶移相器53-63
• 4.3.1 T型復(fù)合左右手傳輸線單元的設(shè)計(jì)53-56
• 4.3.2 偏置電路的設(shè)計(jì)56-58
• 4.3.3 級(jí)聯(lián)復(fù)合左右手傳輸線的設(shè)計(jì)58-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果70-72
• 致謝72

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本文編號(hào)：359390