基于液晶的太赫兹开槽结构移相器及阵列天线
发布时间：2022-02-20 19:48
近20年太赫兹技术在通信、无损检测、成像等领域飞速发展,太赫兹频段的各类高性能天线需求日益增加。可重构反射阵列天线具有高增益、快速调制、波束扫描与波束合成的性能得到广泛研究与应用。在太赫兹频段,可重构阵列天线调控方式受到尺寸与损耗限制。液晶材料在毫米波到太赫兹频段都具有相对介电常数大范围可调性能,可以用于电控可重构反射阵列天线。本文设计了太赫兹频段的基于液晶开槽结构移相单元与所构成的反射阵列天线,通过电控实现一维波束扫描。具体研究内容如下:推导了反射移相单元高损耗情况下的RLC等效模型和模型参数提取。通过高损耗RLC等效模型对单元的金属损耗和介质损耗影响分析。并对出现相位突变的物理现象进行理论分析。数值仿真与实验测量结果表明金属损耗与介质损耗的增大会使反射波幅度先减小后增加,介质损耗过高时会造成相位的“上跳”突变,并出现极限全吸收。设计一种新型基于液晶和开槽结构的反射移相单元。这种结构可以解决液晶施加偏置电压调控时谐振结构对液晶层覆盖面不足而造成的:液晶取向不均、边缘效应和饱和电压增大等问题。通过制作样件,实验测试验证了工作于124 GHz和362 GHz频段的移相器性能。为了扩展工作...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 太赫兹通信的优势与挑战
1.3 太赫兹反射式阵列天线
1.4 可重构反射阵列天线
1.4.1 可重构反射阵列天线调控分类
1.4.2 基于液晶可重构反射阵列天线
1.5 本文研究内容
第二章 反射单元RLC高损耗等效模型
2.1 等效RLC模型
2.2 数值仿真验证
2.3 移相单元的损耗分析
2.3.1 金属损耗
2.3.2 介质损耗
2.4 反射相位突变现象分析
2.5 本章小结
第三章 基于液晶开槽结构移相单元设计
3.1 基于液晶移相单元设计方法
3.1.1 工作原理
3.1.2 主要参数
3.2 单开槽结构移相单元
3.2.1 结构模型
3.2.2 静电场仿真
3.2.3 电磁仿真与测试
3.3 三开槽结构移相单元
3.3.1 三开槽结构移相单元仿真
3.3.2 尺寸误差仿真
3.4 章节小节
第四章 基于液晶移相单元性能优化
4.1 移相单元的快速调制
4.1.1 栅结构快速调制原理
4.1.2 电磁仿真与实验验证
4.1.3 不足与改进
4.2 低损耗基于液晶移相单元
4.3 章节小结
第五章 基于液晶移相器实验分析
5.1 基于液晶反射式阵列天线制作流程
5.2 测量环境与测量方式
5.3 调控电压频率对反射性能的影响
5.3.1 测量样品介绍
5.3.2 偏压频率对器件性能影响
5.4 章节小结
第六章 基于液晶相控扫描反射阵列天线仿真
6.1 平面反射阵列天线原理
6.2 基于液晶的可重构反射阵列天线
6.3 章节小结
第七章 总结
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果
1)参加的科研项目
2)发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]5G及其演进中的毫米波技术[J]. 洪伟,余超,陈继新,周健义,于志强. 微波学报. 2020(01)
[2]太赫兹技术发展综述（上）[J]. 周智伟. 军民两用技术与产品. 2020(01)
[3]太赫兹探测技术应用及发展研究[J]. 刘瑞婷. 中国无线电. 2019(12)
[4]太赫兹空间接入技术[J]. 王佳佳,陈琪美,江昊,吴静. 无线电通信技术. 2019(06)
[5]B5G毫米波和太赫兹技术的背景、应用和挑战[J]. 彭琳,段亚娟,别业楠. 中兴通讯技术. 2019(03)
[6]A Survey on Terahertz Communications[J]. Zhi Chen,Xinying Ma,Bo Zhang,Yaxin Zhang,Zhongqian Niu,Ningyuan Kuang,Wenjie Chen,Lingxiang Li,Shaoqian Li. 中国通信. 2019(02)
[7]太赫兹科学技术研究进展及其发展趋势[J]. 何镓均. 电子世界. 2019(03)
本文编号：3635704
【文章来源】：合肥工业大学安徽省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 太赫兹通信的优势与挑战
1.3 太赫兹反射式阵列天线
1.4 可重构反射阵列天线
1.4.1 可重构反射阵列天线调控分类
1.4.2 基于液晶可重构反射阵列天线
1.5 本文研究内容
第二章 反射单元RLC高损耗等效模型
2.1 等效RLC模型
2.2 数值仿真验证
2.3 移相单元的损耗分析
2.3.1 金属损耗
2.3.2 介质损耗
2.4 反射相位突变现象分析
2.5 本章小结
第三章 基于液晶开槽结构移相单元设计
3.1 基于液晶移相单元设计方法
3.1.1 工作原理
3.1.2 主要参数
3.2 单开槽结构移相单元
3.2.1 结构模型
3.2.2 静电场仿真
3.2.3 电磁仿真与测试
3.3 三开槽结构移相单元
3.3.1 三开槽结构移相单元仿真
3.3.2 尺寸误差仿真
3.4 章节小节
第四章 基于液晶移相单元性能优化
4.1 移相单元的快速调制
4.1.1 栅结构快速调制原理
4.1.2 电磁仿真与实验验证
4.1.3 不足与改进
4.2 低损耗基于液晶移相单元
4.3 章节小结
第五章 基于液晶移相器实验分析
5.1 基于液晶反射式阵列天线制作流程
5.2 测量环境与测量方式
5.3 调控电压频率对反射性能的影响
5.3.1 测量样品介绍
5.3.2 偏压频率对器件性能影响
5.4 章节小结
第六章 基于液晶相控扫描反射阵列天线仿真
6.1 平面反射阵列天线原理
6.2 基于液晶的可重构反射阵列天线
6.3 章节小结
第七章 总结
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果
1)参加的科研项目
2)发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]5G及其演进中的毫米波技术[J]. 洪伟,余超,陈继新,周健义,于志强. 微波学报. 2020(01)
[2]太赫兹技术发展综述（上）[J]. 周智伟. 军民两用技术与产品. 2020(01)
[3]太赫兹探测技术应用及发展研究[J]. 刘瑞婷. 中国无线电. 2019(12)
[4]太赫兹空间接入技术[J]. 王佳佳,陈琪美,江昊,吴静. 无线电通信技术. 2019(06)
[5]B5G毫米波和太赫兹技术的背景、应用和挑战[J]. 彭琳,段亚娟,别业楠. 中兴通讯技术. 2019(03)
[6]A Survey on Terahertz Communications[J]. Zhi Chen,Xinying Ma,Bo Zhang,Yaxin Zhang,Zhongqian Niu,Ningyuan Kuang,Wenjie Chen,Lingxiang Li,Shaoqian Li. 中国通信. 2019(02)
[7]太赫兹科学技术研究进展及其发展趋势[J]. 何镓均. 电子世界. 2019(03)
本文编号：3635704
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3635704.html
教材专著
