[发明专利]基于液晶的太赫兹二维电控波束扫描阵列天线

权利要求书

1.基于液晶的太赫兹二维电控波束扫描阵列天线，其特征在于，包括2N×M个阵列式紧密排列的单元，每个单元包括上层介质板(1)、贴片层(2)、液晶(3)、地板(4)和下层介质板(5)；

液晶(3)封装在上层介质板(1)和下层介质板(5)之间，贴片层(2)印刷在上层介质板(1)的下表面，液晶(3)的上表面形成与贴片层(2)吻合的凹槽(3-1)，地板(4)印刷在下层介质板(5)的上表面；

贴片层(2)包括平行排列的3个矩形贴片带条，3个矩形条的长度沿x轴正向逐渐增大；

阵列中的M列贴片层(2)以6列为一组进行划分，余数列位于侧部，余数列再以4列为1小组进行划分，不足4列以2列为1小组进行划分，得到的余数列为1小组并位于侧部；位于一组的6列贴片层(2)，再划分为4列1小组和2列1小组，阵列中的贴片层(2)以2行进行划分，形成贴片单元组，形成的贴片单元组包括2×4和2×2两种阵列形式；每个贴片单元组由1条偏置线连接，位于阵列上半部分贴片单元组的偏置线延伸至阵列顶端，位于阵列下半部分贴片单元组的偏置线延伸至阵列底端；

阵列中的单元的地板(4)为一整块地板，对整块地板进行分割，实现地板偏置线数量最少、缝隙最窄且每个贴片单元组的偏置电压独立；

相邻单元之间没有缝隙，贴片层的偏置线网络分为上下镜面对称的两部分；

地板层的偏置线网络中，纵向的五条缝隙间没有偏置线，均为15μm宽，横向分割的15条缝隙中包含偏置线，偏置线之间的间距以及偏置线和地板之间的间距均，均为15μm；每行的缝隙结构是相同的，且在一行中存在a、b、c、d、e五个部分，第1列和第6列的偏置线直接从单元的最左边和最右边引出，第2列和第5列的偏置线都在每行地板的上部引出，第3列的偏置线从每行地板的下部引出，第4列地板的偏置线直接从其上部引出，其中c和d结构是对称的，a部分存在两条偏置线；b部分也有两条偏置线，但是上面一条连接着一块地板，下面一条连接在距离其下方地板右端0.566mm的位置；c、d部分无偏置线；e部分包含一条偏置线，且连接在距离其下方地板的右端0.566mm的位置，在距离其下方地板右端1.132mm处，地板缝隙由45μm变为15μm减小；

贴片层的单元分为2×4和2×2两种形式的贴片单元组结构，2×4和2×2两种阵列形式从左到右排列为一组，组成30列的阵列一共需要5组，由于第四组和第五组的地板层可以整合，使地板的缝隙减少，第四组和第五组的2×4和2×2结构的排列顺序调换，若3个2×2结构的电压为任意的V_a、V_b、V_c，V₁、V₂、V₃、V₄四个电压能保证2×2结构之间的偏置电压独立性；

V₁和V₂分别表示2×4和2×2结构中偏置线的电压，V₃、V₄分别表示2×4和2×2结构下方地板的电压。

2.根据权利要求1所述的基于液晶的太赫兹二维电控波束扫描阵列天线，其特征在于，M列的贴片层(2)的偏置线沿水平方向连接贴片单元组，交替式左右出线。

3.根据权利要求1所述的基于液晶的太赫兹二维电控波束扫描阵列天线，其特征在于，整块地板等距分割为N行，再根据阵列中的M列贴片层(2)进行列数分割，得到多个地板单元，以列数最少的原则进行分割，2×4的贴片单元组划分为2×2的贴片单元组，同一行中属于不同贴片单元组的相邻2×2贴片单元组共用一块地板单元。

4.根据权利要求3所述的基于液晶的太赫兹二维电控波束扫描阵列天线，其特征在于，整块地板的用于分割的纵向缝隙中没有偏置线，偏置线仅设置在用于分割的横向缝隙中。

5.根据权利要求3所述的基于液晶的太赫兹二维电控波束扫描阵列天线，其特征在于，整块地板中有1列无行数分割。

6.根据权利要求1所述的基于液晶的太赫兹二维电控波束扫描阵列天线，其特征在于，上层介质板(1)的材料是石英，下层介质板(5)的材料是硅。