[發明專利]一種毫米波段液晶材料測試系統及方法

在審

• 申請號: 201910185725.5
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109975325A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 蔣迪;陳健;李瀟雨
• 申請（專利權）人: 電子科技大學;陳健
• 主分類號: G01N22/00
• 分類號: G01N22/00
• 代理公司: 成都玖和知識產權代理事務所(普通合伙) 51238
• 代理人: 胡琳梅

本發明涉及一種毫米波段液晶材料測試系統及方法，解決的是毫米波段液晶材料測試無法測試響應時間的技術問題，通過采用基于液晶材料的電感耦合方形諧振環整體結構，通過同軸饋電接口構成電感耦合方形諧振環整體結構的輸入端口與輸出端口；所述電感耦合方形諧振環整體結構的輸入端口連接有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端口連接有矢量網絡分析儀；所述電源還依次連接有函數發生器、數字示波器，數字示波器的另一接口依次通過RF檢波器、高通濾波器后連接到電感耦合方形諧振環整體結構的輸出端口的技術方案，較好的解決了該問題，可用于毫米波段液晶材料測試中。

技術領域

本發明涉及液晶材料領域，具體涉及一種毫米波段液晶材料測試系統及方法。

背景技術

液晶作為一種可調諧材料，是一種介于晶體和液態的物質，兼具液態的流動性和晶體的各向異性等性質，將液晶材料應用在微波頻段，主要是通過表面取向、施加電場或磁場可改變其分子指向，從而改變其有效介電常數。液晶材料與其它電子調諧器件相比，具有更低的插入損耗，而且隨著頻率的提高，液晶材料損耗角正切值減小，具備高頻段低損耗優勢，其應用范圍跨越微波頻段直至光頻段，因此在實現這些電控微波元件方面引起了相當大的關注。

現有基于液晶材料的微波器件當偏置電壓加載或被移除時，在液晶分子附和能、驅動電壓、液晶層厚度與取向狀況等不同條件下其有效介電常數響應時間具有不同的量級。關于液晶材料應用于微波毫米波頻段，現有主要研究是側重材料物理特性研究，對液晶材料介電常數的測量方法以及液晶介電常數隨入射電磁波頻率、強度、偏置電壓的變化關系及模型表征進行研究，液晶損耗角正切的壓控特性以及電控調諧特性。因此，為了能夠準確的探究液晶響應時間的影響因素，提升基于液晶材料的微波元件響應速度。本發明基于液晶材料壓控偏轉特性，提出通過采用微波諧振法對液晶材料在毫米波頻段的響應時間進行測試系統及對應測試系統使用方法的設計，有助于優化液晶材料在毫米波頻段可調諧應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術中存在的基于液晶材料的微波器件響應時間不可測的技術問題。提供一種新的毫米波段液晶材料測試系統，該毫米波段液晶材料測試系統具有測試簡單、結果精準的特點。

為解決上述技術問題，采用的技術方案如下：

一種毫米波段液晶材料測試系統,所述毫米波段液晶材料測試系統用于測試液晶材料的響應時間，毫米波段液晶材料測試系統包括基于液晶材料的電感耦合方形諧振環整體結構，所述電感耦合方形諧振環整體結構通過同軸饋電接口構成電感耦合方形諧振環整體結構的輸入端口與輸出端口；

所述電感耦合方形諧振環整體結構的輸入端口連接有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端口連接有矢量網絡分析儀；所述電源還依次連接有函數發生器、數字示波器，數字示波器的另一接口依次通過RF檢波器、高通濾波器后連接到電感耦合方形諧振環整體結構的輸出端口。

本發明的工作原理：本發明采用微波諧振法對液晶響應時間進行測量，基于液晶材料的電感耦合方形諧振環整體結構中微帶金屬線與混晶材料緊密結合，電場集中作用在液晶材料中，可有效利用混晶材料的介電各向異性較大的特性，且倒置微帶線具有結構簡單、介質損耗小、加工容易、與其他微波器件連接方便等顯著優點，從而為液晶材料在微波器件的可靠實現提供了可行的封裝方法。基于液晶材料的電感耦合方形諧振環整體結構，利用諧振環產生連續諧振點，通過兩端口同軸饋電接口加載偏置電壓，使得液晶介電常數的改變影響諧振點的偏移，從而自偏移量在時域上的改變測出液晶材料的響應時間。

矢量網絡分析儀一端接諧振器提供射頻信號，函數發生器與電源在T型偏置器加載下為被測器件提供偏置電壓，被測器件輸出端與函數發生器接入數字檢波器，從而觀察時域上諧振峰值的位移量與時間的關系。