The invention discloses a terahertz slotted phase shifting unit based on liquid crystal and a phased array antenna composed of the slotted phase shifting unit, which comprises an upper and a lower dielectric substrate, a liquid crystal layer is injected into the gap between the upper and lower dielectric substrates, a metal microstrip patch electrode is arranged on the lower side of the upper dielectric substrate and a upper side of the lower dielectric substrate. A metal grounding electrode is provided; a metal microstrip patch electrode comprises a metal layer, a rectangular groove is arranged in the middle of the metal layer, and a strip cut groove is symmetrically arranged on the edge of the metal layer at both ends of the rectangular groove; a phased array antenna comprises a plurality of grooved phase shifting units, and the edges of the two dielectric substrate layers above and below the grooved phase shifting unit. The phased array antenna is composed of periodic tiling. The invention has the characteristics of simple loading circuit, miniaturization, low manufacturing cost and continuous phase adjustment.
【技术实现步骤摘要】
基于液晶的太赫兹开槽移相单元及其构成的相控阵天线
本专利技术属于太赫兹领域的成像、雷达、卫星通信领域,特别涉及一种基于液晶的太赫兹开槽移相单元及其构成的相控阵天线。
技术介绍
与传统得机械扫描式天线相比,电扫描相控阵天线具有更加迅速精确的波束扫描能力。可以实现更远的目标搜索以及更加稳定可靠的性能。微带阵列反射面天线综合了传统的抛物面天线和微带阵列天线的优点。可在亚毫米波和太赫兹范围内产生准直波束。具有很高的辐射效率以及较宽的波束扫描角度。微带阵列反射面天线研究的核心在于如何设计每个单元的结构和尺寸,使之对入射波实现特定的相位补偿,从而形成特定的波束。传统的微带反射阵列天线主要有以下几种设计方法,一是通过改变微带贴片的结构尺寸来实现相位补偿;二是通过在不同贴片上加载不同长度的相位延迟线来补偿相位;三是通过对贴片单元旋转不同的角度来获得不同的相位补偿;四是通过在贴片下的基板上加载缝隙来实现相移。上述的方法中微带阵列的结构选定后无法调整,使得天线的波束指向也就确定了,无法令扫描角度发生变化。通常通过给每个阵元添加一个移相器,实现通过电控等方式控制移相单元的相移。传统的移相器有变容二极管移相器、铁氧体移相器、PIN二极管移相器、MEMS移相器等。变容二极管在高频段的寄生特性比较严重,仅能运用于低频段;铁氧体移相器的移相特性易随外界环境迁移,难以精确控制;MEMS移相器有需要精密的加工技术,实现难度大、制造成本过高等缺点;而基于PIN二极管的高位移相器需占用较大面积,必然会加大阵元之间的间距,恶化天线的栅瓣指标。因器件高频性能(变容二极管)、加工难度(MEMS)、电 ...
【技术保护点】
1.基于液晶的太赫兹开槽移相单元,包括有上、下两层介质基板,上、下两层介质基板的间隙中注入有液晶层,其特征在于:所述上、下两层介质基板为大小相同的正方形结构,所述上层介质基板下侧设有金属微带贴片电极,下层介质基板上侧设有金属接地电极;所述金属微带贴片电极包括金属层,金属层的中部开设有矩形开槽,位于矩形开槽两端的金属层的边缘上对称开设有条形分割开槽,所述矩形开槽的长、宽度均小于上层介质基板的边长,所述条形分割开槽的长度与上层介质基板的边长相等、宽度小于上层介质基板的边长。
【技术特征摘要】
1.基于液晶的太赫兹开槽移相单元,包括有上、下两层介质基板,上、下两层介质基板的间隙中注入有液晶层,其特征在于:所述上、下两层介质基板为大小相同的正方形结构,所述上层介质基板下侧设有金属微带贴片电极,下层介质基板上侧设有金属接地电极;所述金属微带贴片电极包括金属层,金属层的中部开设有矩形开槽,位于矩形开槽两端的金属层的边缘上对称开设有条形分割开槽,所述矩形开槽的长、宽度均小于上层介质基板的边长,所述条形分割开槽的长度与上层介质基板的边长相等、宽度小于上层介质基板的边...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨军,高盛,王鹏,尹治平,邓光晟,陆红波,
申请(专利权)人:合肥工业大学,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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