本技术涉及一种两级液晶移相器级联的相控阵天线,它从上到下依次包括辐射层、第一介质层、第二级移相器层、第二介质层和第一级移相器层,第一级移相器层和第二级移相器层上均设置有液晶和偏压电极,辐射层和第二级移相器层之间以及第二级移相器层和第一级移相器层之间通过铜柱相连;第一级移相器层负责实现y方向的波束扫描,信号经过移相后通过铜柱馈入第二级移相器层,第二级移相器层负责实现x方向的波束扫描,信号经过移相后通过铜柱馈入辐射层进行信号的发射。本发明减少了控制电路的复杂度,降低了电磁耦合对阵列天线性能的影响,还进一步的减少了天线的重量,降低了成本,可以促进液晶相控阵天线的量产化和商品化。
背景技术
随着通信和雷达技术的不断发展,作为电磁波无线传播的桥梁——天线,受到了学术界和工业界的广泛重视。在天线领域,相控阵天线近些年成为了天线研究的热点。相控阵天线可以通过控制阵列天线中辐射单元的馈电相位来改变方向图的形状,可以灵活控制波束指向。相较于依靠机械装置实现波束扫描的抛物面天线,相控阵天线提高了响应速度,克服了机械磨损,降低了成本。
目前成熟的相控阵天线大多采用二极管、变容二极管、MEMS、铁氧体等材料制作移相器。液晶作为一种电可调谐的各向异性材料,在相控阵移相器的制备中具有极强的潜力。用这种材料制备的移相器具有成本低、重量轻、可连续调相、易于共性等优点。但这种移相器仍存在设计技术和加工工艺不成熟等缺点,其实际的应用受到了来自各个方面的挑战。
基于延迟线结构的无源液晶相控阵天线,其原理是通过给液晶介质施加一个偏置电压,来改变延迟线上液晶介质的介电常数,从而改变液晶移相器的电长度来改变每个液晶移相器的移相量,达到相控阵天线波束偏转的目的。但是现有的此类型的相控阵天线,每个移相器单元对应着一组偏置控制电路。随着阵列单元数的增多,所需的偏置电路会变得越来越复杂,甚至会产生电磁耦合,影响整个相控阵天线的性能,相控阵天线的重量和成本也会几何倍数增长。
实现思路