基于液晶的太赫茲反射式移相器及天線研究

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1、單位代碼：１０３５９密級：公開學(xué)號：２０：１５１７０７６４分類號ＴＮ８２６＾ｊｙＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ碩士學(xué)位論文ＭＡＳＴＥＲ’ＳＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ（專業(yè)碩士）論文題目：基于液晶的太赫茲反射式移相器及天線研究專業(yè)名稱：集成電路工程作者姓名：劉暢導(dǎo)師姓名：尹治平副研究員完成時間：２０１８年３月單位代碼：10359密級：公開學(xué)號：2015170764分類號：TN826HefeiUniversityofTechnology碩士學(xué)位論文MASTER’SDISSERTATION（專業(yè)碩

2、士）論文題目：基于液晶的太赫茲反射式移相器及天線研究專業(yè)名稱：集成電路工程作者姓名：劉暢導(dǎo)師姓名：尹治平副研究員完成時間：2018年3月合肥工業(yè)大學(xué)專業(yè)碩士學(xué)位論文基于液晶的太赫茲反射式移相器及天線研究作者姓名：劉暢指導(dǎo)教師：尹治平副研究員專業(yè)名稱：集成電路工程研究方向：微納功能材料與器件2018年3月ADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterResearchonTerahertzReflectivePhaseShifterandAntennaBasedonLiquidCrystalByLiuChangHefeiUniver

3、sityofTechnologyHefei,Anhui,P.R.ChinaMarch,2018致謝時光如白駒過隙，自我成為一名研究生以來，已經(jīng)有快三年的時間。通過三年科研生活的歷練，我提高了自己解決問題的能力，收獲了真摯的友情，在此我誠摯的向所有給予我?guī)椭娜吮硎局孕牡母兄x。首先對我的導(dǎo)師尹治平老師表示衷心的感謝，從我進入微波實驗室以來，尹老師就對我的生活和科研工作提供了悉心的指導(dǎo)與幫助。尹老師視野廣闊，知識淵博，治學(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)，當(dāng)我在科研中遇到問題時，尹老師總能為我指點迷津。在此，我想對尹老師表示最誠摯的謝意！同時我還要特別感謝微波研究室楊軍老師，楊老師認(rèn)真的科研態(tài)

4、度和平易近人的態(tài)度，時刻都在影響著我，在這三年的研究生時光里，楊老師不僅在科研上給予我耐心細(xì)致的引導(dǎo)，鼓勵我克服對困難的恐懼，學(xué)會思考解決問題的辦法，解決科研上的迷惑，而且還在生活中給予我盡心盡力的幫助，為我指點生活中的迷津。另外要特別感謝微波實驗室的夏天雨，蔡成剛，葉明旭，張磊，鄭岱陽，盧玉嬌等同學(xué)在科研項目研究和生活中對我的熱心幫助，他們給予了我很多有益的建議，他們讓我三年的研究生的生活更加充實飽滿，使科研充滿了樂趣，而這些美好的回憶將伴隨我一生。最后，要感謝我在家中的父母和姐姐，感謝他們一直深深地關(guān)愛著我，默默地支持著我，是他們給予了我不斷努力相前的動力。在此

5、，我要深深感謝他們給予我無窮無盡的關(guān)愛和支持。劉暢2018.03.05I摘要在當(dāng)今的太赫茲器件研究領(lǐng)域，能夠?qū)崿F(xiàn)相位的連續(xù)調(diào)節(jié)的器件受到了越來越廣泛的重視，相位調(diào)節(jié)的方案主要以下三種：機械驅(qū)動、集成電路設(shè)計以及可調(diào)材料，其中液晶材料在高頻段時在較低的偏置電壓下，就能實現(xiàn)寬頻帶介電常數(shù)連續(xù)可調(diào)。本文基于液晶在太赫茲頻段的雙折射特性，開展了太赫茲反射式移相器的研究工作，并采用多諧振移相器作為天線單元，對基于液晶的反射陣列天線進行了仿真設(shè)計。本文首先對基于液晶的太赫茲反射式移相器進行了仿真設(shè)計，研究了反射式移相單元的移相原理以及影響移相特性的因素，設(shè)計了基于液晶的單偶極子

6、反射移相器及單圓環(huán)反射移相器，并且進行了器件的加工與實驗測試，分析了實驗結(jié)果與仿真結(jié)果的差異。針對液晶材料的介電各向異性和不均勻性展開分析，對基于液晶的單偶極子移相器和單圓環(huán)移相器進行了精準(zhǔn)建模，并且將該模型的仿真計算結(jié)果與普通模型的仿真結(jié)果進行比較分析，可得出精準(zhǔn)模型會減少50°以上的誤差。在完成器件的加工與實驗測試后，通過對比實驗結(jié)果和精準(zhǔn)模型的仿真結(jié)果，證明了精準(zhǔn)模型的準(zhǔn)確性，精準(zhǔn)模型可以比普通模型提高20%以上的相移仿真精度。在單諧振結(jié)構(gòu)研究基礎(chǔ)上，設(shè)計了工作在太赫茲波段的三種多諧振反射式移相單元，具有比單諧振單元更大的帶寬和更高的移相范圍，并使用“H”形移

7、相器作為反射陣列天線的陣元，設(shè)計了基于液晶的太赫茲反射陣列天線。關(guān)鍵詞：移相器液晶的介電各向異性寬移相范圍反射陣列天線IIAbstractNowadays,devicesthatenablecontinuousfrequencyregulationaregainingmoreandmoreattention.Therearethreemainapproachestofrequencyregulation:mechanicaldrives,integratedcircuitdesign,andtunablematerialswhichcanachieveconti