基于单一调控方式的液晶定频扫描漏波天线制造技术

基于单一调控方式的液晶定频扫描漏波天线，涉及一种液晶定频扫描漏波天线。它是为了实现漏波天线波束的定频扫描。天线结构由上下两部分组成。上下两部分分别包含一块覆铜介质板。它的金属地板铺设并固定在下层介质板的上表面，微带带条铺设并固定在上层介质板的上表面；周期结构单元位于上层介质板上表面，每个周期结构单元中：H型金属岛采用刻蚀法印刷在上层介质板上表面。；衬底贴片固定上层介质板的下表面；且该衬底贴片与H型金属岛的位置相对应；在上层介质板上左右两侧各开有一个通孔，两个金属柱的一端分别穿过该两个通孔与微带带条连接；两个金属柱的另一端均与金属地板连接。本发明专利技术适用于各类现代通信系统中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液晶定频扫描漏波天线。
技术介绍
漏波天线作为一种传统的电控扫描天线由于具有很高的辐射效率而受到广泛青睐。在微波以及毫米波波段，漏波天线都能发挥良好的作用。但是漏波天线只能通过改变工作频率来实现方向图扫描，无法实现在某个固定频率下的方向图扫描，从而限制了漏波天线的应用范围。在现代通信系统中，天线方向图的定频扫描能力非常重要，可以使系统构成得到大大简化。因此，近年来，人们热衷于使漏波天线具备定频扫描能力，从而使现有电控扫描天线的辐射效率水平得以提高。目前有两类方法可以实现漏波天线的定频扫描。第一类方法是在漏波天线中周期性加载电控元件(比如PIN二极管或者变容二极管)来实现漏波天线的定频扫描。PIN二极管在厘米波段具有良好的隔离度以及导通特性，因此在可重构天线领域成为最为常用的器件之一。对于只需要开关两种状态的环境，PIN二极管具有很高的性价比。变容二极管作为压控电器元件，具有连续调节的能力，从而能够实现物理参数的连续调节。但是基于上述电控元件的定频扫描漏波天线会受元件封装参数的影响而只能工作在较低频率上，随着频率漏波天线的特性急剧恶化。另外，MEMS射频电容也曾被引入到定频扫描漏波天线的设计中。这种基于MEMS射频电容的漏波天线虽然可以工作在较高频率，但是由于其本质为机械结构，因此机械疲劳成为阻碍其广泛应用的障碍。液晶材料这种电控材料在微波段的引入解决了这些问题，其电控特性原理源自材>料本身的分子指向偏移，因此其在微波，太赫兹甚至光频都具有良好的物理特性。但是液晶材料由于其特殊的物质状态而不易加工，因此良好的电控机构成为可调天线设计中至关重要的部分，但是在这一方面理论与技术的成熟度不高，相应的设计方法也十分欠缺。
技术实现思路
本专利技术是为了实现天线波束的定频扫描，从而提供一种基于单一调控方式的液晶定频扫描漏波天线。基于单一调控方式的液晶定频扫描漏波天线，它包括微带带条1、金属地板6、两块介质板7和N个周期结构单元2；N为正整数；金属地板6铺设并固定在下层介质板7的上表面，微带带条1铺设并固定在上层介质板7的上表面；每个周期结构单元2均包括H型金属岛3、衬底贴片4和两个金属柱5，所述H型金属岛3采用刻蚀法固定于微带带条1上；衬底贴片4固定上层介质板7的下表面；且该衬底贴片4与H型金属岛3的位置相对应；在上层介质板上位于衬底贴片4的左右两侧各开有一个通孔，两个金属柱5的一端分别穿过该两个通孔与微带带条1连接；所述两个金属柱5的另一端均与金属地板6连接；N个周期结构单元2中的H型金属岛3等间距设置。每个周期结构单元2的等效电路均包括：电容CLS、电容CCP1、电容CCP2、电感LLS、电感LRS、电感LLP和电容CRP；所述电容CLS的一端是周期结构单元2的一个接线端，所述电容CLS的另一端与电感LLS的一端连接，所述电感LLS的另一端与电感LRS的一端连接，所述电感LRS的另一端同时与电感LLP的一端、电容CCP1的一端和电容CRP的一端连接；电容CCP1的另一端和电容CCP2的一端连接；所述电感LLP的另一端同时与电容CCP1的另一端和电容CRP的另一端连接，并作为周期结构单元2的另一个接线端。在将液晶材料加载在天线中时，液晶材料的具体加载形式为：液晶材料的配置分为串联部分和并联部分，串联部分与每个H型金属岛3接触，从而对微带带条1与H型金属岛3形成的串联电容产生调节作用；在第二块介质板7表面裸露介质部分开有沟槽，液晶材料的并联部分位于该沟槽中，每个H型金属岛3与其对应的衬底贴片4形成的电容值大小受到液晶材料的并联部分，从而影响并联电容。本专利技术的有益效果是：本专利技术提出的单一调控方式能够普遍适用于液晶定频扫描漏波天线的设计中。本专利技术实现了天线波束的定频扫描，本专利技术获得的定频扫描天线具有良好的定频及宽频波束扫描特性，可以应用于各类现代通信系统中。附图说明图1是本专利技术的天线的结构示意图；图2是图1的A-A’向剖视图；图3是图1的俯视图；图4是本专利技术的天线等效电路图；图5是加载电控机构后的天线单节结构示意图；图6是图5的A-A’向剖视图；图7是零偏压和饱和电压条件下的天线波束扫描图；具体实施方式具体实施方式一、结合图1至图3说明本具体实施方式，基于单一调控方式的液晶定频扫描漏波天线，它包括微带带条1、金属地板6、两块介质板7和N个周期结构单元2；N为正整数；金属地板6铺设并固定在下层介质板7的上表面，微带带条1铺设并固定在上层介质板7的上表面；每个周期结构单元2均包括H型金属岛3、衬底贴片4和两个金属柱5，所述H型金属岛3刻蚀在微带带条1上；衬底贴片4固定上层介质板7的下表面；且该衬底贴片4与H型金属岛3的位置相对应；在上层介质板上位于衬底贴片4的左右两侧各开有一个通孔，两个金属柱5的一端分别穿过该两个通孔与微带带条1连接；所述两个金属柱5的另一端均与金属地板6连接；N个周期结构单元2中的H型金属岛3等间距设置。具体实施方式二、本具体实施方式与具体实施方式一所述的基于单一调控方式的液晶定频扫描漏波天线的区别在于，该天线在沿z方向馈电。具体实施方式三、本具体实施方式与具体实施方式一所述的基于单一调控方式的液晶定频扫描漏波天线的区别在于，N＝10。具体实施方式四、本具体实施方式与具体实施方式一所述的基于单一调控方式的液晶定频扫描漏波天线的区别在于，每个周期结构单元2的等效电路均包括：电容CLS、电容CCP1、电容CCP2、电感LLS、电感LRS、电感LLP和电容CRP；所述电容CLS的一端是周期结构单元2的一个接线端，所述电容CLS的另一端与电感LLS的一端连接，所述电感LLS的另一端与电感LRS的一端连接，所述电感LRS的另一端同时与电感LLP的一端、电容CCP1的一端和电容CRP的一端连接；电容CCP1的另一端和电容CCP2的一端连接；所述电感LLP的另一端同时与电容CCP1的另一端和电容CRP的另一端连接，并作为周期结构单元2的另一个接线端。本实施方式中，天线沿z轴方向馈电，整体包括10个周期结构单元2。每个周期结构单元占有的位置称为一节。根据传输线理论，天线单节等效电路模型参照图4。CLS和LLS为结构3引入的串联电容电感，CCP1和CCP2结构4产生的并联电容，LLP为金属柱5产生的并联电感，LRS和CRP为微带结构1和6产生的串联电感和并联电容。p为单节长度。根据等效本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于单一调控方式的液晶定频扫描漏波天线，其特征是：它包括微带带条(1)、金属地板(6)、两块介质板(7)和N个周期结构单元单元(2)；N为正整数；金属地板(6)铺设并固定在第一块介质板(7)的右表面，微带带条(1)铺设并固定在第一块介质板(7)的右表面；每个周期结构单元(2)均包括H型金属岛(3)、衬底贴片(4)和两个金属柱(5)，所述H型金属岛(3)固定在微带带条(1)的右表面；衬底贴片(4)固定在上层介质板(7)的下表面；且该衬底贴片(4)与H型金属岛(3)的位置相对应；在上层介质板上位于衬底贴片(4)的左右两侧各开有一个通孔，两个金属柱(5)的一端分别穿过该两个通孔与微带带条(1)连接；所述两个金属柱(5)的另一端均与金属地板(6)连接；N个周期结构单元(2)中的H型金属岛(3)等间距设置。

【技术特征摘要】
1.基于单一调控方式的液晶定频扫描漏波天线，其特征是：它包括微带带条(1)、
金属地板(6)、两块介质板(7)和N个周期结构单元单元(2)；N为正整数；
金属地板(6)铺设并固定在第一块介质板(7)的右表面，微带带条(1)铺设并
固定在第一块介质板(7)的右表面；
每个周期结构单元(2)均包括H型金属岛(3)、衬底贴片(4)和两个金属柱(5)，
所述H型金属岛(3)固定在微带带条(1)的右表面；衬底贴片(4)固定在上层介质
板(7)的下表面；且该衬底贴片(4)与H型金属岛(3)的位置相对应；在上层介质
板上位于衬底贴片(4)的左右两侧各开有一个通孔，两个金属柱(5)的一端分别穿
过该两个通孔与微带带条(1)连接；所述两个金属柱(5)的另一端均与金属地板(6)
连接；
N个周期结构单元(2)中的H型金属岛(3)等间距设置。
2.根据权利要求1所述的基于单一调控方式的液晶定频扫描漏波天线，其特征在
于该天线在沿z方向馈电。
3.根据权利要求1所述的基于单一调控方式的液晶定频扫描漏波天线，其特征在
于N＝10。
4.根据权利要求1所述的基于单一调控方式的液晶定频扫描漏波天线，其特征在
于...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟繁义，
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