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

【摘要】：現代通信技術的發(fā)展對于相控陣天線的要求越來越高,而電調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重要的作用。當前,對于低損耗、小型化、成本低廉的電調諧移相器有著迫切的需求。液晶作為一種電控介質,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、設計、加工方法展開深入研究。文中首先在傳統彎折線結構移相器進行了改進,提出了一種小型化設計方法,最終設計的Ku波段液晶電調諧移相器相比于已發(fā)表文獻中的最優(yōu)結果,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上,文中進一步設計出了一款Ku波段的4*1單元電控掃描天線陣。結果表明,當液晶材料在外加電場的作用下,相對介電常數從2.5變化至3.3時,該天線陣可以實現主波束方向從-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。實物測試結果中,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,同時液晶損耗較大,導致增益變?yōu)樨撝?為-4d B左右,這與設置液晶損耗角正切為0.06時的仿真結果基本相同。另一方面,本文通過對二端口T型復合左右手傳輸線的微波網絡特性的深入分析,以及研究總結平衡復合左右手傳輸線的設計方法,最終設計出了一種復合左右手液晶電調諧移相器。研究過程中,我們將T型網絡與復合左右手傳輸線的阻抗特性相結合,并從仿真結果中提取與T型微波網絡對應傳輸線阻抗,最終分別依據串聯阻抗和并聯阻抗調節(jié)實現了復合左右手傳輸線的平衡狀態(tài)。研究結果表明,當液晶有效介電常數從2.5變化至3.3,該移相器在12.6GHz可以實現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一步提高68%。
【關鍵詞】：液晶 電調諧 復合左右手傳輸線 移相器 陣列天線
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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 國內外研究現狀9-14
• 1.3 本文主要研究內容14-16
• 第2章 復合左右手理論與液晶材料的電磁特性16-28
• 2.1 復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 液晶材料的磁場響應20-22
• 2.2.2 液晶材料的電場響應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25-26
• 2.3 電調諧液晶移相器工作原理26-27
• 2.4 本章小結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時彎折線移相器的設計32-34
• 3.3.2 液晶厚度為 0.25mm時彎折線移相器的設計34-37
• 3.4 基于小型化彎折線液晶移相器的電調陣列天線37-49
• 3.4.1 三端.功分器的設計37-39
• 3.4.2 輻射單元的設計39-41
• 3.4.3 陣列天線的設計41-49
• 3.5 本章小結49-50
• 第4章 基于復合左右手傳輸線的液晶電調移相器50-64
• 4.1 引言50
• 4.2 平衡復合左右手傳輸線調節(jié)方法50-53
• 4.3 基于縫隙電容的復合左右手液晶移相器53-63
• 4.3.1 T型復合左右手傳輸線單元的設計53-56
• 4.3.2 偏置電路的設計56-58
• 4.3.3 級聯復合左右手傳輸線的設計58-63
• 4.4 本章小結63-64
• 結論64-65
• 參考文獻65-70
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果70-72
• 致謝72

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本文編號：359390