太赫兹液晶全电控移相器研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qinxiaogang2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
太赫兹(THz)科学和技术已经被国际科学界认为是下一代IT产业的基础,吸引了各国科学家的目光,同时也吸引了不少国外公司对其进行商业化产品的开发。近几年,THz技术发展迅速,逐渐由一门基础科学研究步入到了通信、工业生产、医疗检测、环境监测、安全检查等领域的实际运用当中。天线是THz通信、探测、成像等系统的重要部件,目前在0.1-1 THz频段缺少实用化的THz相控阵天线,制约其发展的一个重要因素是缺乏高性能、易实现、低成本的THz移相器。主要工作内容如下:通过传输线模型对微带半波偶极子贴片设计进行了分析,根据巴比涅原理,提出了基于液晶(LC)的缝隙结构谐振单元的设计方法。对基于LC的金属-介质-金属(MDM)结构的电磁特性进行了研究,根据缝隙结构单元的辐射原理,设计了工作于128 GHz的LC缝隙结构移相器。测试结果表明,设计的移相器在124-128 GHz内产生了大于290°的相移,在124.5 GHz时获得了296°的最大相移。基于该移相器的谐振结构设计了基于LC和梳状电极的全电控器件,将传统LC器件的接地层替换成可以形成横向电场的梳状电极,使LC在初始状态的取向和关闭时的恢复都由施加的外部电场控制,避免了LC分子的自由弛豫时间。测试结果表明,通过调控施加在电压可变电极的电压,全电控移相器在114.9 GHz时实现了189.2°的最大相移。为了探究基于LC的缝隙结构单元在THz频段的反射特性,设计了工作在387GHz的液晶THz移相器。探索了更高频率下器件的谐振频率对谐振单元的尺寸敏感性问题,对设计的移相器进行了容差分析。测试结果表明,提出的移相器在379.5-398.5 GHz内产生大于180°的相移,并在390.6 GHz产生了242.1°的最大相移。最后参考387 GHz的谐振结构,将金属接地层替换成不同光栅常数的梳状电极,仿真分析了LC盒内部的静电场分布,讨论了其对LC器件调谐能力的影响。
其他文献
自旋电子学,是一种运用电子内禀自旋作为信息载体的新学科。与传统的利用电荷作为信息载体的电子设备相比,新一代的自旋电子器件具有更快的处理速度、更低的功耗、更大的存储空间等诸多优点。结合热电子学的优势,可以设计出能够实现温差电转化的自旋热电器件,由于自旋热电器件内部自旋电流远大于电荷电流,因此可以极大地降低传统电路内部电荷流产生的焦耳热,极大地提高工作性能、降低热功耗。特别是对于大规模集成电路的技术发
有效整合多种能源,实现多能互补、能源协同,提升能源综合利用效率成为能源领域备受关注的热点问题。现有研究中,可再生能源与综合能源系统之间缺乏联系,负荷参与响应的潜力挖掘远远不够。本文通过构建包括冷、热、电联供、可再生能源以及需求响应等环节在内的园区综合能源系统以实现多种形式能源的统一规划、建设和协调运行,实现可再生能源与园区综合能源系统的协同优化运行。同时充分发挥能源用户的主动性,设置价格激励,使用
随着光伏发电和风力发电技术的快速发展,基于可再生能源的分布式并网发电系统渗透率在逐年提高。分布式并网发电系统提高了供电的灵活性和可靠性,但同时也会产生孤岛效应,从而对用电设备和人身安全造成严重的危害,所以分布式并网发电系统必须要具备反孤岛的能力。因此研究快速、可靠的孤岛检测方法具有重要意义。本文针对并网发电系统的孤岛检测方法展开研究,主要的研究内容如下:通过公式推导得出孤岛前后有功功率、无功功率不
阶跃响应是考察直流变换器输出动态响应性能的重要指标。传统的DC/DC控制策略一般采用线性PID控制器,只要参数整定得当,可以使直流变换器在阶跃负载下快速恢复稳定。但随着等离子发生器、航空器、动力电池等应用场合的出现,对DC/DC变换器在脉冲负载下的响应性能提出了要求。脉冲负载的功率呈周期性变化,具有脉冲功率高,平均功率低的特点。由于变换器输出侧的储能元件容量有限,一定频率和占空比的脉冲负载可能会引
随着半导体和电力电子技术的飞速发展,电源产品的出货量和种类不断提升,为了满足电源设备的可靠性和输出的稳定性,对其都需要进行严格的带载和老化测试。具有低能耗的能馈型电子负载逐渐成为研究热点。本文针对隔离型DC/DC电源,以能量回馈型电子负载为研究对象,基于经济高效,结构简单,负载特性高精度跟踪,试验电能高效率回馈等设计理念,对电路拓扑结构、控制策略、硬件选型与设计、软件算法实现进行深入研究,研制了一
碳纤维复合材料(CFRP)具有优异的机械性能且其密度较轻,被广泛的应用于航空航天材料领域。但碳纤维复合材料的电导率与金属相差较大,遭遇雷击时将会产生较高的温度使材料严重损伤,因此研究碳纤维复合材料雷击损伤机制对于飞行器雷电防护具有重要的意义。目前国内外学者已对电弧和焦耳热对复合材料雷击损伤的影响开展了大量的试验与仿真研究,但缺乏气体冲击等力学因素对材料损伤影响的研究工作。雷击碳纤维复合材料是一个多
黄山区的茶叶生产对电压质量的要求很高,当每年的茶季到来时,黄山区茶叶产区负荷表现出时段性负荷急剧攀升和急剧下降的特性。电网就会阶段性出现茶区配变低电压的现象,影响茶叶的生产制作,这是黄山区电网运行的一个突出矛盾,需要认真研究并逐步解决。首先分析了茶季用电矛盾的原因,深入阐述了黄山区电网茶季负荷分布的时间集中、地理不平衡和曲线相似等特征,并使用曲线相似度建立模型来描述茶季负荷。具体研究茶区配变低电压
电力行业发展至今,各种新型用电设备的涌现,带来的是整个电力网络电能质量的降低和损耗的增加,这其中尤以配电网为甚。电能质量问题除了谐波污染和功率因数低,三相负荷不平衡也日渐严重,且对配电网的损耗也有较大影响。本文提出的电能质量综合管理器对于改善电能质量和降低配电网损耗效果显著,主要研究内容如下:本文首先介绍了课题的研究背景及国内外对于电能质量治理和配电网降损的研究现状,并对配电网中存在的电能质量问题
太赫兹(THz)波,即频率处于0.1-10 THz(波长在3000-30μm内)范围内的电磁波,其频谱介于微波与红外波之间。太赫兹波的短波段与红外光重叠,长波段与微波、毫米波重叠,处于电子学向光子学的过渡领域。因其在电磁波频谱中特殊的位置,也使得其表现出微波和红外波所不具有的特殊物理属性。这些特殊的物理属性使太赫兹技术在航空航天、生物医学检测、成像、太赫兹通信、军事等领域展现出良好的应用前景及应用
随着国民经济的飞速发展,电力系统的规模也日益扩大,人们对供电质量的要求越来越高。在三相四线制低压配电网中,三相负载不平衡对电能质量有着不利影响,一方面大量单相负载的使用造成三相负荷不对称,产生的负序及零序电流影响电能质量;另一方面非线性负载的存在造成负载电流波形畸变,产生的谐波电流不仅影响电流波形的正弦度,而且威胁着电网的安全运行。本文针对配电网负载不平衡所带来的负序、零序以及谐波电流的补偿治理问