[發(fā)明專利]一種毫米波段液晶材料測(cè)試系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910185725.5
• 申請(qǐng)日: 2019-03-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109975325A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣迪;陳健;李瀟雨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué);陳健
• 主分類號(hào): G01N22/00
• 分類號(hào): G01N22/00
• 代理公司: 成都玖和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51238
• 代理人: 胡琳梅

1.一種毫米波段液晶材料測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述毫米波段液晶材料測(cè)試系統(tǒng)用于測(cè)試液晶材料的響應(yīng)時(shí)間，毫米波段液晶材料測(cè)試系統(tǒng)包括基于液晶材料的電感耦合方形諧振環(huán)整體結(jié)構(gòu)，所述電感耦合方形諧振環(huán)整體結(jié)構(gòu)通過(guò)同軸饋電接口構(gòu)成電感耦合方形諧振環(huán)整體結(jié)構(gòu)的輸入端口與輸出端口；

所述電感耦合方形諧振環(huán)整體結(jié)構(gòu)的輸入端口連接有T型偏置器的RF&DC端口，T型偏置器的DC端口連接有電源，T型偏置器的RF端口連接有矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀；所述電源還依次連接有函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字示波器，數(shù)字示波器的另一接口依次通過(guò)RF檢波器、高通濾波器后連接到電感耦合方形諧振環(huán)整體結(jié)構(gòu)的輸出端口。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毫米波段液晶材料測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：

所述電感耦合方形諧振環(huán)整體結(jié)構(gòu)包含上下重疊的兩層射頻基板，頂層射頻基板設(shè)置有預(yù)留接頭孔與液晶注入孔，頂層射頻基板的底面光刻有諧振電路；

下層射頻基板中部設(shè)置有空腔的液晶槽，液晶槽位于液晶注入孔的下方，下層射頻基板上表面通過(guò)設(shè)置的半固化片與頂層視頻基板層壓合為一體，下層射頻基板的下表面進(jìn)行表面鍍金并釬焊到金屬托板上；兩層射頻基板設(shè)置有用于工地的金屬化通孔。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的毫米波段液晶材料測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述金屬化通孔設(shè)置在位于同軸饋電接口的同軸探針徑向兩側(cè)的位置。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的毫米波段液晶材料測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：兩層射頻基板的材料為Rogers 4350B。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的毫米波段液晶材料測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述半固化片材料為FR-28。

6.一種毫米波段液晶材料測(cè)試方法，其特征在于：所述毫米波段液晶材料測(cè)試方法基于權(quán)利要求1-5任一所述的毫米波段液晶材料測(cè)試系統(tǒng)，方法包括：

步驟一，定義上升響應(yīng)時(shí)間衰減響應(yīng)時(shí)間其中Vth為閾值電壓，Vrem是去除偏置電壓Vb后的剩余電壓，t_rise是歸一化|S21|從最大調(diào)諧對(duì)比度的上升響應(yīng)所需的時(shí)間，t_decay是歸一化|S21|在偏置電壓Vb被去除后從下降響應(yīng)所需的時(shí)間，t₀與液晶材料的厚度d的平方成比例；

定義飽和電壓Vsat，偏置電壓Vb＝0時(shí)液晶材料分子的指向失n^→垂直于電場(chǎng)方向，為垂直狀態(tài)，液晶材料介電率為ε_⊥；偏置電壓Vb≥飽和電壓Vsat時(shí)，液晶材料分子的指向失n^→將平行于電場(chǎng)方向，為平行狀態(tài)，液晶材料介電率為ε_||；

步驟二，對(duì)基于液晶材料的電感耦合方形諧振環(huán)整體結(jié)構(gòu)施加1kHz方波信號(hào)作為偏置電壓激勵(lì)信號(hào)；

步驟三，通過(guò)用數(shù)字示波器測(cè)量射頻檢測(cè)器的輸出值確定施加偏置電壓時(shí)的上升時(shí)間τ_r，定義上升時(shí)間τ_r為諧振峰值從f_⊥移到f_||的位移時(shí)間；

步驟四，通過(guò)用數(shù)字示波器測(cè)量射頻檢測(cè)器的輸出值確定無(wú)偏壓加載時(shí)的衰減時(shí)間τ_d，定義衰減時(shí)間τ_d為諧振頻率f_||到f_⊥的位移時(shí)間；

步驟五，計(jì)算出平行狀態(tài)時(shí)，諧振頻率f_||對(duì)應(yīng)的襯底介電常數(shù)為ε₀ε′_||；計(jì)算出垂直狀態(tài)時(shí)，諧振頻率f_⊥對(duì)應(yīng)的襯底介電常數(shù)為ε₀ε′_⊥。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的毫米波段液晶材料測(cè)試方法，其特征在于：所述上升響應(yīng)為最大調(diào)諧對(duì)比度的10％上升到90％，下降響應(yīng)為最大調(diào)諧對(duì)比度的90％上升到10％。