本实用新型专利技术公开了基于液晶面板工艺的定频扫描漏波天线，涉及天线技术领域。定频扫描漏波天线包括由上至下依次设置的第一玻璃层、第一金属层、液晶层、第二金属层、第二玻璃层和第三金属层。第二金属层中的特化十字形缝隙与第三金属层中具有工字形锯齿的传输线产生共振，共同实现电磁辐射。第一金属层中的矩形金属环与第二金属层中的特化十字形缝隙和第三金属层中具有工字形锯齿的传输线相互作用，可以起到滤除电磁杂波，提高电磁辐射效率的作用。本实用新型专利技术基于液晶面板工艺自身的性质，结合漏波天线的设计方法，提出兼具出色电调谐性能和具有优化的电磁辐射特性同时又满足液晶面板加工工艺的具备定频扫描能力的漏波天线结构。线结构。线结构。
【技术实现步骤摘要】
基于液晶面板工艺的定频扫描漏波天线
[0001]本技术涉及天线
，特别是基于液晶面板工艺的定频扫描漏波天线。
技术介绍
[0002]漏波天线作为一种传统的电控扫描天线，在天线领域因具有较高的辐射效率而受到广泛关注。该类天线在微波及毫米波波段表现出良好的性能。然而，漏波天线仅能通过改变工作频率来实现方向图扫描，无法在固定频率下进行方向图扫描，从而限制了其在多种应用场景的适用性。
[0003]在现代通信系统中，天线方向图的定频扫描能力具有重要意义，可以显著简化系统架构。因此，近年来，研究人员积极探索赋予漏波天线定频扫描能力的方法，以提高现有电控扫描天线的辐射效率。目前，实现漏波天线定频扫描的主要方法有两类。
[0004]第一类方法是在漏波天线中周期性地加载电控元件(如PIN二极管或变容二极管)以实现定频扫描。PIN二极管在厘米波段表现出良好的隔离度和导通特性，因此成为可重构天线领域常用的器件之一。在只需两种状态(开关)的应用场景下，PIN二极管具有较高的性价比。而变容二极管作为压控电器元件，具备连续调节能力，可以实现物理参数的连续调整。然而，基于这些电控元件的定频扫描漏波天线会受到元件封装参数的影响，在较低频率范围内工作，随着频率的提高，漏波天线性能急剧恶化。此外，尽管基于MEMS射频电容的漏波天线可在较高频率下工作，但其机械结构本质使得机械疲劳成为阻碍其广泛应用的难题。
[0005]液晶材料作为一种电控材料在微波段的应用，为解决上述问题提供了新的途径。其电控特性源于材料本身的分子指向偏移，因此在微波、太赫兹甚至光频范围内均具有优良的物理性能。然而，液晶材料由于其特殊的物质状态难以加工，使得高效的电控机构在可调天线设计中变得至关重要。目前，在液晶材料应用于天线设计方面的理论和技术成熟度尚不高，相应的设计方法也相对匮乏。其目前主要存在的可以归纳为以下几个方面：液晶材料的特性理解与应用：
[0006]1.液晶材料具有独特的分子指向偏移特性，在微波、太赫兹和光频范围内表现出优良的电磁性能。然而，要充分利用这些特性设计高性能的定频扫描漏波天线，需要对液晶材料的特性有深入的了解和研究。
[0007]2.电控机构设计：针对液晶材料的特性，设计高效可靠的电控机构以实现定频扫描能力是一个挑战。这需要在保证定频扫描性能的同时，考虑到机构的可靠性和稳定性。
[0008]3.加工工艺挑战：液晶面板工艺虽然非常成熟，但是如何将其应用在天线领域，在满足液晶面板工艺的条件下开发，设计并制造天线，是实现液晶漏波天线的关键问题之一。
技术实现思路
[0009]本技术是为了适应对兼具出色电调谐性能和具有优化的电磁辐射特性同时又满足液晶面板加工工艺的漏波天线的需求，从而提供一种基于液晶面板工艺的定频扫描
漏波天线。
[0010]为达此目的，本技术采用以下技术方案：本技术提供了一种基于液晶面板工艺的定频扫描漏波天线，包括由上至下依次设置的第一玻璃层、第一金属层、液晶层、第二金属层、第二玻璃层和第三金属层；所述第一金属层由若干个矩形金属环沿Y轴方向等间隔排列组成，若干个所述矩形金属环的结构尺寸相一致；所述第二金属层设有与所述矩形金属环数量相同的特化十字形缝隙，若干个所述特化十字形缝隙的结构尺寸相一致，若干个特化十字形缝隙沿Y轴方向等间隔排列，且各个特化十字形缝隙的中心与各个矩形金属环的中心一一上下对应设置；所述特化十字形缝隙为在各个末端设有两个突起结构的十字形缝隙；所述第三金属层为带有若干个工字型锯齿沿Y轴方向等间距排列的传输线，若干个工字型锯齿的结构尺寸相一致；在Y轴方向上，所述第一金属层中矩形金属环到下一矩形金属环的距离大于所述第三金属层中工字型锯齿到下一个工字型锯齿的距离，所述工字型锯齿的设置数量大于所述矩形金属环的数量，以使所述第三金属层的工字型锯齿范围不小于所述第一金属层中矩形金属环范围和所述第二金属中特化十字形缝隙范围。
[0011]可选地，所述第一玻璃层的厚度和所述第二玻璃层的厚度小于2mm；所述第二金属层的厚度小于或等于0.035mm；所述第一金属层到第二金属层的距离小于或等于1mm。
[0012]可选地，所述矩形金属环的内径的竖向长度小于所述矩形金属环的外径的竖向长度，所述矩形金属环的外径的竖向长度小于自由空间波长；所述矩形金属环的内径的横向长度小于矩形金属环的外径的横向长度，所述矩形金属环的外径的横向长度小于矩形金属环到下一矩形金属环的距离；所述矩形金属环到下一矩形金属环的距离小于0.5倍的自由空间波长。
[0013]可选地，所述特化十字形缝隙中横向缝隙的宽度小于所述特化十字形缝隙中竖向缝隙的长度，所述特化十字形缝隙中竖向缝隙的长度小于所述特化十字形缝隙整体的竖向长度；所述特化十字形缝隙整体的竖向长度小于自由空间波长λ；所述特化十字形缝隙中竖向缝隙的宽度小于所述特化十字形缝隙中横向缝隙的长度；所述特化十字形缝隙中横向缝隙的长度小于所述特化十字形缝隙整体的横向长度；所述特化十字形缝隙整体的横向长度小于矩形金属环到下一矩形金属环的距离。
[0014]可选地，所述传输线的宽度小于所述工字型锯齿的竖边长度，所述工字型锯齿的竖向长度小于自由空间波长；所述工字型锯齿的竖边宽度小于所述工字型锯齿的横边长度，所述工字型锯齿的横边长度小于工字型锯齿到下一个工字型锯齿的距离，所述工字型锯齿到下一个工字型锯齿的距离小于0.4倍的自由空间波长。
[0015]可选地，所述第一玻璃层的厚度和所述第二玻璃层的厚度均为0.5mm；所述第二金属层的厚度为3um；所述第一金属层到第二金属层的距离为0.25mm；所述矩形金属环的内径的竖向长度为0.6mm；所述矩形金属环的外径的竖向长度为1mm；所述矩形金属环的内径的横向长度为0.5mm；所述矩形金属环的外径的横向长度为0.9mm；所述矩形金属环到下一矩形金属环的距离为1.5mm；所述矩形金属环的设置数量为21；所述特化十字形缝隙中横向缝隙的宽度为0.3mm；所述特化十字形缝隙中竖向缝隙的长度为1mm；所述特化十字形缝隙整体的竖向长度为1.2mm；所述特化十字形缝隙中竖向缝隙的宽度为0.3mm；所述特化十字形缝隙中横向缝隙的长度为0.9mm；所述特化十字形缝隙整体的横向长度为1.3mm；所述传输线的宽度为0.4mm；所述工字型锯齿的竖边长度为1.4mm；所述工字型锯齿的竖边宽度为
0.6mm；所述工字型锯齿的横边长度为0.8mm，所述工字型锯齿到下一个工字型锯齿的距离为1mm；所述工字型锯齿的设置数量为45。
[0016]可选地，所述第一玻璃层的玻璃材料和所述第二玻璃层的玻璃材料相一致，所述第一玻璃层和第二玻璃层的相对介电常数为4.7、损耗角正切为0.0048。
[0017]可选地，所述液晶层为微波液晶，液晶层中液晶分子长轴方向的介电常数分量为3.22；垂直于液晶分子长轴方向的介电常数分量为2.24。
[0018]可选地，所述第一金属层、第二金属层和第三金属层的金属材料相同。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于液晶面板工艺的定频扫描漏波天线，其特征在于：包括由上至下依次设置的第一玻璃层、第一金属层、液晶层、第二金属层、第二玻璃层和第三金属层；所述第一金属层由若干个矩形金属环沿Y轴方向等间隔排列组成，若干个所述矩形金属环的结构尺寸相一致；所述第二金属层设有与所述矩形金属环数量相同的特化十字形缝隙，若干个所述特化十字形缝隙的结构尺寸相一致，若干个特化十字形缝隙沿Y轴方向等间隔排列，且各个特化十字形缝隙的中心与各个矩形金属环的中心一一上下对应设置；所述特化十字形缝隙为在各个末端设有两个突起结构的十字形缝隙；所述第三金属层为带有若干个工字型锯齿沿Y轴方向等间距排列的传输线，若干个工字型锯齿的结构尺寸相一致；在Y轴方向上，所述第一金属层中矩形金属环到下一矩形金属环的距离大于所述第三金属层中工字型锯齿到下一个工字型锯齿的距离，所述工字型锯齿的设置数量大于所述矩形金属环的数量，以使所述第三金属层的工字型锯齿范围不小于所述第一金属层中矩形金属环范围和所述第二金属中特化十字形缝隙范围。2.根据权利要求1所述的基于液晶面板工艺的定频扫描漏波天线，其特征在于：所述第一玻璃层的厚度和所述第二玻璃层的厚度小于2mm；所述第二金属层的厚度小于或等于0.035mm；所述第一金属层到第二金属层的距离小于或等于1mm。3.根据权利要求1所述的基于液晶面板工艺的定频扫描漏波天线，其特征在于：所述矩形金属环的内径的竖向长度小于所述矩形金属环的外径的竖向长度，所述矩形金属环的外径的竖向长度小于自由空间波长；所述矩形金属环的内径的横向长度小于矩形金属环的外径的横向长度，所述矩形金属环的外径的横向长度小于矩形金属环到下一矩形金属环的距离；所述矩形金属环到下一矩形金属环的距离小于0.5倍的自由空间波长。4.根据权利要求1所述的基于液晶面板工艺的定频扫描漏波天线，其特征在于：所述特化十字形缝隙中横向缝隙的宽度小于所述特化十字形缝隙中竖向缝隙的长度，所述特化十字形缝隙中竖向缝隙的长度小于所述特化十字形缝隙整体的竖向长度；所述特化十字形缝隙整体的竖向长度小于自由空间波长λ；所述特化十字形缝隙中竖向缝隙的宽度小于所述特化十字形缝隙中横向缝隙的长度；所述特化十字形缝隙中横向缝隙的长度小于所述特化十字形缝隙整体的横向长度；所述特化十字形缝隙整体的横向长度小于矩形金属环到下一矩形金属环的距离。5.根据权利要求1所述的基于液晶面板工艺的定频...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇航，孟繁义，刘武君，
申请(专利权)人：佛山市尊绅星联科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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