Terahertz two-dimensional electronically controlled beam scanning array antenna based on liquid crystal is involved in the field of terahertz beam scanning array antenna, in order to solve the problem that the existing terahertz array antenna can only scan in one-dimensional direction. M-column patch layer is divided into 6 columns as a group, the remaining columns are located in the side, the remaining columns are divided into 4 columns as a group, less than 4 columns are divided into 2 columns as a group, and the remainder is divided into 1 group and located in the side; 6 columns in a group are divided into 4 columns, 1 group and 2 columns, 21 groups, and the patch layer in the array is divided into 2 rows to form a group of patch units. Each patch cell group is connected by a bias line, which divides the whole floor to achieve the minimum number of bias lines, the narrowest gap and the independent bias voltage of each patch cell group. The invention can realize scanning in two-dimensional direction.
【技术实现步骤摘要】
基于液晶的太赫兹二维电控波束扫描阵列天线
本专利技术涉及太赫兹波束扫描阵列天线领域。
技术介绍
液晶是一种高分子材料,在驱动电压(电场)的作用下,液晶的介电常数张量将发生变化,基于这一特性,可以利用液晶材料设计可调移相器以及相应的波束扫描阵列天线,这对于提高无线通信系统的通信距离和信道容量具有重要意义。在微波频段,除了液晶以外,还可以使用PIN或变容二极管、金属-半导体场效应晶体管以及微机电系统作为移相器件,进而实现相应的波束扫描阵列天线。然而在太赫兹频段,上述可调器件均已失效,只有液晶可以发挥出正常的特性,因此太赫兹波束扫描阵列天线只有依赖液晶材料才能够实现。当前存在的问题是,太赫兹波的波长很短,这导致波束扫描天线阵列的单元尺寸很小,这种情况下,液晶控制电路的复杂性严重限制了太赫兹电控波束扫描天线技术的发展。因此,现有的太赫兹液晶波束扫描天线只能在一维方向内扫描(单独的水平扫描或者单独的垂直扫描),而无法在二维方向上扫描。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有太赫兹阵列天线只能在一维方向内扫描的问题,从而提供基于液晶的太赫兹二维电控波束扫描阵列天线。本专利技术所述的基于液晶的太赫兹二维电控波束扫描阵列天线,包括2N×M个阵列式紧密排列的单元,每个单元包括上层介质板1、贴片层2、液晶3、地板4和下层介质板5;液晶3封装在上层介质板1和下层介质板5之间,贴片层2印刷在上层介质板1的下表面,液晶3的上表面形成与贴片层2吻合的凹槽3-1,地板4印刷在下层介质板5的上表面;贴片层2包括平行排列的3个矩形贴片带条,3个矩形条的长度沿x轴正向逐渐增大;阵列中的M列 ...
【技术保护点】
1.基于液晶的太赫兹二维电控波束扫描阵列天线,其特征在于,包括2N×M个阵列式紧密排列的单元,每个单元包括上层介质板(1)、贴片层(2)、液晶(3)、地板(4)和下层介质板(5);液晶(3)封装在上层介质板(1)和下层介质板(5)之间,贴片层(2)印刷在上层介质板(1)的下表面,液晶(3)的上表面形成与贴片层(2)吻合的凹槽(3‑1),地板(4)印刷在下层介质板(5)的上表面;贴片层(2)包括平行排列的3个矩形贴片带条,3个矩形条的长度沿x轴正向逐渐增大;阵列中的M列贴片层(2)以6列为一组进行划分,余数列位于侧部,余数列再以4列为1小组进行划分,不足4列以2列为1小组进行划分,得到的余数列为1小组并位于侧部;位于一组的6列贴片层(2),再划分为4列1小组和2列1小组,阵列中的贴片层(2)以2行进行划分,形成贴片单元组,形成的贴片单元组包括2×4和2×2两种阵列形式;每个贴片单元组由1条偏置线连接,位于阵列上半部分贴片单元组的偏置线延伸至阵列顶端,位于阵列下半部分贴片单元组的偏置线延伸至阵列底端;阵列中的单元的地板(4)为一整块地板,对整块地板进行分割,实现地板偏置线数量最少、缝隙最窄 ...
【技术特征摘要】
1.基于液晶的太赫兹二维电控波束扫描阵列天线,其特征在于,包括2N×M个阵列式紧密排列的单元,每个单元包括上层介质板(1)、贴片层(2)、液晶(3)、地板(4)和下层介质板(5);液晶(3)封装在上层介质板(1)和下层介质板(5)之间,贴片层(2)印刷在上层介质板(1)的下表面,液晶(3)的上表面形成与贴片层(2)吻合的凹槽(3-1),地板(4)印刷在下层介质板(5)的上表面;贴片层(2)包括平行排列的3个矩形贴片带条,3个矩形条的长度沿x轴正向逐渐增大;阵列中的M列贴片层(2)以6列为一组进行划分,余数列位于侧部,余数列再以4列为1小组进行划分,不足4列以2列为1小组进行划分,得到的余数列为1小组并位于侧部;位于一组的6列贴片层(2),再划分为4列1小组和2列1小组,阵列中的贴片层(2)以2行进行划分,形成贴片单元组,形成的贴片单元组包括2×4和2×2两种阵列形式;每个贴片单元组由1条偏置线连接,位于阵列上半部分贴片单元组的偏置线延伸至阵列顶端,位于阵列下半部分贴片单元组的偏置线延伸至阵列底端;阵列中的单元的地板(4)为一...
【专利技术属性】
技术研发人员:孟繁义,李俊翔,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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