[发明专利]适用于高频电磁波调制的液晶介质及其组件

说明书

本发明公开了适用于高频电磁波调制的液晶介质，所述液晶介质的清亮点高于110℃，低温存储温度低于‑20℃，光学各向异性大于0.35，所述液晶介质包含：占液晶介质总重量的30‑80％的一种或更多种选自通式Ⅰ的化合物，占液晶介质总重量的20‑70％的一种或更多种选自通式Ⅱ和/或通式Ⅲ的化合物。本发明还公开包含所述液晶介质的用于高频技术的组件。本发明的液晶介质具有良好的低温稳定性、较大的介电各向异性、较宽的相宽、适当的旋转粘度、适当的光学各向异性、适当的高频介电常数、较低的介电损耗、以及较低的损耗正切角，表现出较强的高频电磁波调谐能力，特别适用于微波或者毫米波区域的电磁波调制，在液晶移相器中具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及液晶材料领域，具体涉及可对高频电磁波进行调制的液晶介质及其组件，特别适用于微波或者毫米波区域的电磁波调制，具体可应用至液晶移相器。

背景技术

天线(antenna)是一种变换器，它可将传输线上传播的导行波变换成可以在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波，或者进行相反的变换，从而作为在无线电设备中发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都需要依靠天线进行工作。

天线具有一种特殊的结构形式，这种结构可以响应空间中某种特定波长的电磁波，并形成感应电流传递给接收器。天线作为无线通信领域不可缺少的一部分，其基本功能是发射和接收无线电波。发射时，将高频电流转换为电磁波；接收时，将电滋波转换为高频电流。

智能天线指的是带有可以判定信号的空间信息(比如传播方向)和跟踪、定位信号源的智能算法，并且可以根据此信息，进行空域滤波的天线阵列。基站智能天线是一种由多个天线单元组成的阵列天线，通过调节各单元信号的加权幅度和相位，改变阵列的方向图，从而抑制干扰，提高信噪比，其可以自动测出用户方向，将波束指向用户，实现波束跟随用户移动。智能天线波束跟踪的真正含义是在最佳路径方向形成高增益窄波束，并跟踪最佳路径的变化，充分利用信号的有效的发送功率以减小电磁对其的干扰。

移相器是相控阵雷达、卫星通信的核心部件，可改变相邻天线的相位差ΔΦ，可以使天线波束在空间进行电扫描时天线不需要转动。对其的基本要求主要有：移相精度要高，体积小重量轻，频带、功率容量和移相度要足够，插入损耗小，性能稳定等。

大多数相控阵系统是由铁氧体或者二极管移相器来进行控制的。移相器通常又可以称作相移器，是在微波领域经常使用的一种元器件，其主要作用就是用来改变传输电磁波的相位。

电磁波在通过一段长度为l的传输线时，在输出端其相位会产生相应的改变。这种相位改变，也就是移相度的表达式可以写为：

其中，

为移相度，β为相移常数，l为传输线长度，λ_g为波导波长，λ为工作波长，ε_r为介电常数，并且λ_c为截止波长。

人们有时候不满足于固定的相位移，很多情况下往往要求电磁波通过移相器时相位能够在一定范围内可调，这就是移相器的主要应用价值。对移相器的要求就是在电磁波通过移相器时其产生的相位移可以调节，但同时又不希望对传输的电磁波带来其它附加的影响。

根据上述公式可知，移相度的变化主要取决于电长度l/λ_g的改变，而电长度l/λ_g的改变依靠两个途径来实现：改变传输线的几何长度l；或者改变波导波长λ_g。波导波长λ_g的改变依赖于介电常数ε_r的变化，或是截止波长λ_c的变化。移相器正是通过调节等效介电常数对波传播的影响改变波的截止波长来实现对传输电磁波的相位的调节。

移相器有如下关键参数：

(1)移相度