【摘 要】
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当今,频谱资源日益匮乏,太赫兹波仍处于未被完全开发利用的阶段,所以太赫兹技术成为世界各国发展科学技术的突破点。太赫兹波高穿透性、低能量性、频带宽和信噪比高等独特的
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当今,频谱资源日益匮乏,太赫兹波仍处于未被完全开发利用的阶段,所以太赫兹技术成为世界各国发展科学技术的突破点。太赫兹波高穿透性、低能量性、频带宽和信噪比高等独特的性质,使其在电子对抗、医学成像、通信技术、太赫兹雷达等诸多领域具有广阔的应用前景。太赫兹相控阵天线,作为太赫兹系统中的重要核心部件,对太赫兹技术的发展起着关键性作用。以液晶与人工电磁微结构相结合的太赫兹(THz)功能器件具有电控调谐特性,是太赫兹相控阵天线实现相位调节的有效手段。本文围绕快速响应的液晶太赫兹功能器件及电控液晶微带阵列天线展开研究,致力于开发具有优越性能的太赫兹相控阵列天线的新技术。针对传统液晶材料在太赫兹频段存在的响应时间较慢的难题,本文在液晶材料中引入聚合物网络,利用聚合物网络的锚定性,缩短液晶分子的自由弛豫时间,从而加快液晶材料在太赫兹频段的响应速度。为了量化测量聚合物网络液晶材料的特性,本文设计了一款用于测试响应时间的可调谐吸波体,通过实测表明,相比于统的向列相液晶,聚合物网络液晶的响应时间缩短了一个量级,为快速响应的液晶THz功能器件奠定基础。本文研制了一款基于液晶材料的双谐振结构反射式移相器。通过分析结构几何参数对移相单元的相位调节范围和线性度等工作性能的影响,设计出一款双谐振结构反射式移相单元。利用紫外线湿法光刻等工艺加工移相器样品,实测测试结果表明移相器在100GHz左右移相范围超过350°。最后利用该双谐振结构反射移相单元,设计了一款39×39个阵元组成的反射阵列天线,通过仿真验证该天线可以实现-35°至35°的扫描范围。
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