一种可在宽频带工作且移相稳定的移相器的制作方法

本技术涉及微波工程，尤其涉及一种可在宽频带工作且移相稳定的移相器。

背景技术：

1、超表面是无线通信系统中的关键器件，可以对电磁波极化，频率，幅度，相位施加任意维度的调控，可以大幅优化通信系统的性能。现代通信系统对于波束可调的超表面，具有强烈的需求。波束可调的超表面关键器件是移相器，而移相器的尺寸和性能往往直接决定用该移相器构成的超表面性能。

2、液晶是一种可调材质，通过对液晶介质施加不同的电压差，磁场或者光场，可以旋转液晶分子的长轴。宏观维度上，液晶的介电常数和损耗角也会随之改变。通过这一特性，可以用液晶材料结合液晶加工工艺设计移相器。与传统的二极管，二氧化钒等可调器件相比，用液晶设计的移相器具有批量成本低，损耗小的优势，具有显著的商业价值。但是现有的宽带液晶移相器普遍存在移相量随频率变化(移相量不稳定)，单元尺寸较大的缺点。

技术实现思路

1、针对背景技术提出的问题，本实用新型的目的在于提出一种可在宽频带工作且移相稳定的移相器，可以在20ghz-30ghz透射相位实现180度可调(1bit相位调控)，具有工作频带范围宽、移相量稳定、单元的移相量不随频率升高逐渐增加和单元尺寸小的优点，解决了现有宽带液晶移相器存在移相量随频率变化、移相量不稳定、单元尺寸较大的问题。

2、为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、一种可在宽频带工作且移相稳定的移相器，包括第一玻璃层、第一金属层、液晶层、第二金属层和第二玻璃层；

4、所述第一玻璃层的下表面设有所述第一金属层，所述第二玻璃层的上表面设有所述第二金属层，所述第一金属层与所述第二金属层之间夹设有所述液晶层；

5、以第一玻璃层的宽度方向为x轴方向，长度方向为y轴方向，高度方向为z轴方向；

6、所述第一金属层包括对称倾斜设置的第一金属贴片，所述第一金属贴片的图案为轴对称图案，所述第一金属贴片包括呈矩形的第一金属带条、第二金属带条和第三金属带条，所述第一金属带条连接于两条所述第二金属带条之间，所述第二金属带条的两端分别连接有所述第三金属带条，且所述第三金属带条连接于所述第二金属带条的靠近所述第一金属带条的一侧，所述第一金属带条与y轴之间的夹角α为45°，所述第一金属带条的宽度、所述第二金属带条的宽度和所述第三金属带条的宽度均相等；

7、所述第二金属层包括第二金属贴片，所述第二金属贴片设有对称倾斜设置的缝隙图案，所述缝隙图案为轴对称图案，所述缝隙图案包括呈矩形的第一缝隙臂、第二缝隙臂和第三缝隙臂，所述第一缝隙臂连接于两条所述第二缝隙臂之间，所述第二缝隙臂的两端分别连接有所述第三缝隙臂，且所述第三缝隙臂连接于所述第二缝隙臂的靠近所述第一缝隙臂的一侧，所述第一缝隙臂与y轴之间的夹角β为45°，所述第一缝隙臂的宽度、所述第二缝隙臂的宽度和所述第三缝隙臂的宽度均相等；

8、所述第一金属贴片与所述缝隙图案一一对应，所述第一金属贴片在所述第二金属贴片上的投影与对应的所述缝隙图案相交叠；

9、所述第一玻璃层的宽度、所述液晶层的宽度、所述第二金属贴片的宽度和所述第二玻璃层的宽度均为a，所述第一玻璃层的长度、所述液晶层的长度、所述第二金属贴片的长度和所述第二玻璃层的长度均为a，a的取值范围为：0.1λ0≤a≤0.5λ0，其中λ0为自由空间的中心工作波长。

10、更进一步说明，所述第一金属贴片在所述第二金属贴片上的投影与对应的所述缝隙图案的中心相交叠。

11、更进一步说明，所述第一金属带条在所述第二金属贴片上的投影与对应的所述缝隙图案的第一缝隙臂相垂直。

12、更进一步说明，所述第一金属层由两个所述第一金属贴片构成，所述第二金属层由一片所述第二金属贴片构成，所述第二金属贴片设有两个所述缝隙图案。

13、更进一步说明，所述第一玻璃层的高度和所述第二玻璃层的高度均为hg，所述液晶层的高度为hl，所述第一金属层的高度和所述第二金属层的高度均为hm，hg、hl和hm满足：0.1mm≤hg≤5mm，0.1um≤hl≤5mm，0.1um≤hm≤5mm。

14、更进一步说明，所述第一金属带条的宽度、所述第二金属带条的宽度和所述第三金属带条的宽度均为wp，所述第一金属带条的长度为lp，所述第二金属带条的长度为lp1，所述第三金属带条的长度为lp2，wp、lp、lp1和lp2满足：0.03mm≤wp≤0.3λ0，0.05mm≤lp≤0.3λ0，0.05mm≤lp1≤0.3λ0，0.05mm≤lp2≤0.5λ0。

15、更进一步说明，所述第一缝隙臂的宽度、所述第二缝隙臂的宽度和所述第三缝隙臂的宽度均为，所述第一缝隙臂的长度为lf，所述第二缝隙臂的长度为lf1，所述第三缝隙臂的长度为lf2，wf、lf、lf1和lf2满足：0.01mm≤wf≤1mm，0.05mm≤lf≤0.5λ0，0.05mm≤lf1≤0.3λ0，0.05mm≤lf2≤0.5λ0。

16、与现有技术相比，本实用新型的实施例具有以下有益效果：

17、上述可在宽频带工作且移相稳定的移相器，可以在20ghz-30ghz透射相位实现180度可调(1bit相位调控)，具有工作频带范围宽、移相量稳定、单元的移相量不随频率升高逐渐增加和单元尺寸小的优点，解决了现有宽带液晶移相器存在移相量随频率变化、移相量不稳定、单元尺寸较大的问题。

技术特征：

1.一种可在宽频带工作且移相稳定的移相器，其特征在于，包括第一玻璃层、第一金属层、液晶层、第二金属层和第二玻璃层；

2.根据权利要求1所述的可在宽频带工作且移相稳定的移相器，其特征在于，所述第一金属贴片在所述第二金属贴片上的投影与对应的所述缝隙图案的中心相交叠。

3.根据权利要求2所述的可在宽频带工作且移相稳定的移相器，其特征在于，所述第一金属带条在所述第二金属贴片上的投影与对应的所述缝隙图案的第一缝隙臂相垂直。

4.根据权利要求1所述的可在宽频带工作且移相稳定的移相器，其特征在于，所述第一金属层由两个所述第一金属贴片构成，所述第二金属层由一片所述第二金属贴片构成，所述第二金属贴片设有两个所述缝隙图案。

5.根据权利要求1所述的可在宽频带工作且移相稳定的移相器，其特征在于，所述第一玻璃层的高度和所述第二玻璃层的高度均为hg，所述液晶层的高度为hl，所述第一金属层的高度和所述第二金属层的高度均为hm，hg、hl和hm满足：0.1mm≤hg≤5mm，0.1um≤hl≤5mm，0.1um≤hm≤5mm。

6.根据权利要求1所述的可在宽频带工作且移相稳定的移相器，其特征在于，所述第一金属带条的宽度、所述第二金属带条的宽度和所述第三金属带条的宽度均为wp，所述第一金属带条的长度为lp，所述第二金属带条的长度为lp1，所述第三金属带条的长度为lp2，wp、lp、lp1和lp2满足：0.03mm≤wp≤0.3λ0，0.05mm≤lp≤0.3λ0，0.05mm≤lp1≤0.3λ0，0.05mm≤lp2≤0.5λ0。

7.根据权利要求1所述的可在宽频带工作且移相稳定的移相器，其特征在于，所述第一缝隙臂的宽度、所述第二缝隙臂的宽度和所述第三缝隙臂的宽度均为，所述第一缝隙臂的长度为lf，所述第二缝隙臂的长度为lf1，所述第三缝隙臂的长度为lf2，wf、lf、lf1和lf2满足：0.01mm≤wf≤1mm，0.05mm≤lf≤0.5λ0，0.05mm≤lf1≤0.3λ0，0.05mm≤lf2≤0.5λ0。

技术总结
本技术涉及微波工程技术领域，尤其涉及一种可在宽频带工作且移相稳定的移相器。一种可在宽频带工作且移相稳定的移相器，包括第一玻璃层、第一金属层、液晶层、第二金属层和第二玻璃层；所述第一玻璃层的下表面设有所述第一金属层，所述第二玻璃层的上表面设有所述第二金属层，所述第一金属层与所述第二金属层之间夹设有所述液晶层。所述可在宽频带工作且移相稳定的移相器，可以在20GHz‑30GHz透射相位实现180度可调(1bit相位调控)，具有工作频带范围宽、移相量稳定、单元的移相量不随频率升高逐渐增加和单元尺寸小的优点，解决了现有宽带液晶移相器存在移相量随频率变化、移相量不稳定、单元尺寸较大的问题。

技术研发人员：余勇,孟繁义,刘武君
受保护的技术使用者：佛山市尊绅星联科技有限公司
技术研发日：20230515
技术公布日：2024/1/15