[发明专利]基于参考光调制的液晶阵列天线波束合成与控制方法在审

专利信息
申请号: 201911130741.0 申请日: 2019-11-19
公开(公告)号: CN112909575A 公开(公告)日: 2021-06-04
发明(设计)人: 雷东 申请(专利权)人: 北京道古视界科技有限公司
主分类号: H01Q21/00 分类号: H01Q21/00;H01Q21/29;H01Q3/44
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 100085 北京市海淀区信*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 基于 参考 调制 液晶 阵列 天线 波束 合成 控制 方法
【权利要求书】:

1.基于参考光调制的液晶阵列天线波束合成与控制方法,其特征在于:

包括以下步骤:

(S01)需要给定所期望的阵列天线在某个方向的辐射方向图函数;

(S02)需要对辐射方向图函数在阵列平面上的电磁场分布进行计算,进而得到天线在这一方向的辐射场对应的每一个辐射单元的辐射场;

(S03)通过上述方法对阵列平面上的电磁场的归一化振幅分布进行编码;

(S04)通过馈电网络引入的馈源电磁波对液晶阵列平面进行“照射”,使得馈入的电磁波通过液晶阵列,进而全息衍射的方式实现期望的天线方向图;当阵列天线的波束指向发生变化时,重复上述步骤(S01)-(S04)的过程时,通过天线控制系统,刷新这一阵列天线中相应的辐射单元上的控制电压,从而实现波束指向的切换。

2.根据权利要求1所述的基于参考光调制的液晶阵列天线波束合成与控制方法,其特征在于:所述液晶阵列天线中所使用的液晶材料,在电场的作用下,可以发生极化。

3.根据权利要求2所述的基于参考光调制的液晶阵列天线波束合成与控制方法,其特征在于:所述液晶对微波毫米波的调控方法和辐射结构所形成的辐射单元组合而成的天线阵列结构包括以下结构:

(1)矩形栅格矩形边界二维阵列;

(2)矩形栅格矩形边界二维阵列;

(3)矩形栅格圆形边界二维阵列;

(4)矩形栅格六边形边界二维阵列;

(5)三角形栅格矩形边界二维阵列;

(6)三角形栅格圆形边界二维阵列;

(7)三角形栅格六边形边界二维阵列;

(8)圆环形阵列;

(9)同心圆环阵列;

(10)位于曲面上的二维共形阵列;

(11)具有不同栅格形状和不同边界的阵列分布形式。

4.根据权利要求2所述的基于参考光调制的液晶阵列天线波束合成与控制方法,其特征在于:所述液晶材料在全息干涉过程中,物光在干涉平面上的电磁场分布为

其中,A(x,y)为物光波的振幅在干涉平面上的分布,为物光波的相位在干涉平面上的分布,参考光波在干涉平面上的电磁场分布为

其中,R(x,y)为参考光波的振幅在干涉平面上的分布,f为参考光波的相位在干涉平面上的分布。

5.根据权利要求4所述的基于参考光调制的液晶阵列天线波束合成与控制方法,其特征在于:所述液晶材料所具有的折射率椭球,液晶材料只有一个主光轴,垂直于主光轴的平面为圆平面,表明在垂直于主光轴的方向上,材料的折射率相等(nx=ny);电磁波沿着主光轴传输时,不发生任何变化,如果电磁波的传播方向k与液晶分子的主光轴存在一定夹角,同时,电场的振动方向不在等折射率圆内。

6.根据权利要求2所述的基于参考光调制的液晶阵列天线波束合成与控制方法,其特征在于:基于液晶阵列天线的辐射单元电磁场的幅度的二元分布的波速和合成与控制方法,通过外加电压独立调整每一个辐射单元中,液晶的偏转情况,实现对归一化振幅A(x,y)在每一个阵元处的取值Amn的调控;当归一化振幅Amn的取值大于某一个数值时,将其取为1,当归一化振幅Amn的取值小于某一个数值时,将其取为0,实现阵列天线幅度的二元分布。

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