基于液晶材料的电控阵列天线技术研究

发布时间：2023-05-31 05:32

　　电控扫描阵列天线由于其灵活快速的波束控制方式,已经广泛应用在针对不同需求的无线电子系统中,同时为减小天线系统的体积与成本,实现高性能与多功能的目标,采用新原理、新材料的电控扫描阵列天线也在逐步发展。其中液晶材料作为一种介电可控的高分子材料,将其作为电控扫描方向图可重构天线的调谐媒质,相较于其他可重构天线技术,可实现连续调谐、高频损耗小、低成本与易集成等优势。因此基于以上研究背景,本文开展了两种基于液晶材料的电控阵列天线方案的研究,主要工作概括如下:1.开展了液晶材料电控调谐技术原理及液晶材料响应时间特性研究。对向列相液晶材料在微波频段的分子特性与其在不同温度下取向有序参数进行了说明,同时分析了液晶材料的电控调谐原理与过程;其次探究了基于液晶材料的微波器件响应时间影响因素,并采用微波谐振法对液晶材料响应时间测试电路与测试平台进行了探讨。2.开展了Ka波段基于电控液晶移相器的相控阵天线研究。基于电控可调液晶移相器的相控阵天线设计理论,研制了一款Ka波段基于液晶反射式移相器的1×4平面相控阵天线。本文中设计的相控阵天线利用多层PCB工艺实现了集成化与小型化特性,该相控阵天线结构由平面磁电偶极...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 国内外研究历史与现状
        1.2.1 液晶材料在微波频段特性研究
        1.2.2 基于液晶材料的天线应用研究
    1.3 本论文的结构安排
第二章 电调谐液晶材料研究
    2.1 引言
    2.2 液晶材料电调谐原理
        2.2.1 向列相液晶分子特性
        2.2.2 取向有序参数
        2.2.3 向列相液晶材料的调谐过程分析
    2.3 微波频段液晶材料响应时间
        2.3.1 原理以及分析
        2.3.2 测试电路
        2.3.3 测试系统
    2.4 本章小结
第三章 基于液晶移相器的相控阵天线设计研究
    3.1 引言
    3.2 电控扫描阵列天线原理
    3.3 基于电控液晶移相器的相控阵天线设计
    3.4 基于3dB三分支线定向耦合器的液晶反射式移相器
    3.5 功分网络设计
        3.5.1 基于平行耦合传输线的隔直电路设计
        3.5.2 级联扇形偏置电路设计
        3.5.3 180°相差的Schiffman移相结构设计
    3.6 4路可调电源模块设计
    3.7 仿真测试
    3.8 小结
第四章 基于液晶材料的平面反射阵天线设计研究
    4.1 引言
    4.2 微带反射阵列天线的工作原理
    4.3 K波段液晶平面反射阵天线设计
        4.3.1 基于真实时延的天线单元分析与设计
        4.3.2 10×10液晶平面反射阵列天线设计
        4.3.3 100路可调电源模块设计
    4.4 K波段液晶平面反射阵天线测试分析
        4.4.1 单元测试分析
        4.4.2 阵列测试分析
    4.5 小结
第五章 总结与展望
    5.1 论文工作总结
    5.2 未来工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3825782