太赫兹液晶反射阵列移相单元的设计与分析-太赫兹科学与电子信息学报.PDF

第 15 卷 第 2 期 太赫兹科学与电子信息学报 Vo1．15，No．2 2017 年 4 月 Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology Apr．，2017 文章编号：2095-4980(2017)02-0187-05 太赫兹液晶反射阵列移相单元的设计与分析 a b b b b a 葛 忆 ，夏天雨 ，杨 军 ，邓光晟 ，尹治平 ，桑 磊 (合肥工业大学 a.计算机与信息学院； b.光电技术研究院，安徽 合肥 230009) 摘 要 ：为了满足高增益天线大的移相度和可工作在太赫兹频段，设计了一种基于液晶的双 偶极子反射移相单元结构。采用液晶的等效介电常数模型，在频率为335~345 GHz 频段均产生360º 以上的相移，在342 GHz 实现最大相移390º。为了减小液晶不均匀性对相移产生的影响，建立了单 元的精确模型，该模型在频率范围为330~338 GHz 时均产生了250º 以上的相移，在336 GHz 实现最 大相移285º。与均匀液晶等效介电常数模型相比，产生最大相移的频率点发生了变化，并且产生 了最大为105º 的移相差值，这在相控反射阵列天线的设计中是不可忽略的。 关键词 ：反射阵列；双偶极子；液晶；太赫兹；移相单元 中图分类号 ：TN823 文献标志码：A doi ：10.11805/TKYDA201702.0187 Design and analysis of Liquid Crystal-based reflectarray phase shifting cells in THz band a b b b b a GE Yi ，XIA Tianyu ，YANG Jun ，DENG Guangcheng ，YIN Zhiping ，SANG Lei (a.School of Computer and Information；b.Academy of Photoelectric Technology，Hefei University of Technology，Hefei Anhui 230009，China) Abstract： In order to make the high-gain antenna have a large phase shift and can work in the THz band, a reflectarray element based on Liquid Crystals(LC) is designed to operate in the frequency range from 270 GHz to 390 GHz. When the phases of reflectarray element are calculated with a constant value of the permittivity, the elements produce a dynamic phase range above 360º in 335-345 GHz, and achieve the maximum 390º at 342 GHz. Then, in order to reduce the influence of liquid crystal inho