本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的是液晶微波調(diào)制器件，能夠調(diào)制寬范圍頻率下的微波特性，每個(gè)液晶層可以由不同的電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)，并獲得不同的微波相移調(diào)制效果，多層液晶能夠改變微波相移，使微波發(fā)生干涉或衍射現(xiàn)象，增強(qiáng)干涉中央主極大微波強(qiáng)度，可以應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)生活、智能天線和微波通信等領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
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由于微波和光波原理類似，在滿足相干條件：(1)波矢量存在相互平行的分量；(2)頻率相同；(3)觀察時(shí)間內(nèi)各波束間的相位差保持恒定，就會(huì)發(fā)生微波干涉現(xiàn)象。在微波范圍內(nèi)，很多液晶材料依然保持相當(dāng)大的介電各向異性，使得追求小體積，低重量，低成本，操作簡(jiǎn)單的微波調(diào)制器件成為可能。在智能天線、微波通信等技術(shù)領(lǐng)域，需要能夠調(diào)整微波的相位。例如，在相控陣天線中，應(yīng)用可變相移器改變電掃描天線的主波束方向?，F(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)通過組合液晶盒的光柵結(jié)構(gòu)調(diào)制器件，成功實(shí)現(xiàn)了電壓控制的微波波束調(diào)制器。但是采用鋁條板的裝置一方面采用大量金屬，重量有待進(jìn)一步降低，另一方面，鋁條板在做薄以后更加容易變形。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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為了在輸入相同微波頻率的前提下，提高輸出的微波強(qiáng)度，并調(diào)制出豐富多樣的微波波束，本實(shí)用新型提出了一種新型的基于液晶的多層結(jié)構(gòu)微波調(diào)制器件。本實(shí)用新型使用玻璃作基板并在玻璃基板上鍍氧化銦錫(ITO)電極來取代原有的鋁條板，降低了器件的重量。此外，通過多個(gè)的并聯(lián)，每個(gè)液晶盒之間相互獨(dú)立，可以不用考慮不同液晶盒的相鄰電極電壓的影響，方便施加電壓，每?jī)蓚€(gè)液晶盒之間使用與玻璃基板折射率相同的匹配液粘接在一起，方便增加器件包含的液晶層數(shù)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：

一種液晶微波調(diào)制器件，該器件組成包括n個(gè)結(jié)構(gòu)相同的液晶盒和n路驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)源A，n＝2～10；

所述的液晶盒結(jié)構(gòu)從上到下依次為：第一玻璃基板、第一ITO電極、第一取向?qū)?、液晶層、第二取向?qū)?、第二ITO電極和第二玻璃基板；其中，液晶層中放置有球形樹脂間隔子，間隔子的直徑等同于液晶層的厚度，均為10～70μm；兩個(gè)取向?qū)拥膶挾认嗤?，兩端設(shè)置有封框膠；第一玻璃基板和第一ITO電極右側(cè)凸出第一取向?qū)舆吘?～5mm，凸出部分夾有第一金屬夾，作為負(fù)電極引腳，方便對(duì)液晶盒施加驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)；同樣，第二ITO電極和第二玻璃基板左側(cè)凸出第二取向?qū)舆吘?～5mm，其凸出部分也夾有第二金屬夾，作為正電極引腳；

所述的n個(gè)結(jié)構(gòu)相同的液晶盒由上到下依次疊加，每個(gè)液晶盒的第一金屬夾均在右側(cè)， 第二金屬夾均在左側(cè)；n個(gè)液晶盒的分布為由上到下依次排列，上下間相鄰的兩個(gè)液晶盒之間使用與玻璃基板折射率相同的匹配液粘接在一起；

所述的n路驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)源A的組成為n個(gè)相互獨(dú)立波形信號(hào)發(fā)生器，每個(gè)波形信號(hào)發(fā)生器包括第一輸出引腳和第二輸出引腳；每個(gè)波形信號(hào)發(fā)生器分別與一個(gè)液晶盒對(duì)應(yīng)連接，波形信號(hào)發(fā)生器的兩個(gè)輸出引腳分別與液晶盒的兩個(gè)金屬夾相連。

所述的第一、第二取向?qū)拥牟馁|(zhì)均為聚酰亞胺(PI)材料，厚度為60～100nm。

所述的球形樹脂間隔子的材質(zhì)為丙烯酸樹脂。

所述的封框膠為環(huán)氧樹脂。

所述的第一、第二玻璃基板的厚度均為0.2～1.1mm。

所述的液晶微波調(diào)制器件的調(diào)制方法，為進(jìn)行波長(zhǎng)選擇或波束方向調(diào)整；

方法一：波長(zhǎng)選擇，包括以下步驟：

首先，依次選擇電壓信號(hào)源A中1～n個(gè)信號(hào)發(fā)生器的輸出波形為1KHz正弦交流信號(hào)；其次，依次調(diào)整所有信號(hào)發(fā)生器的電壓旋鈕并保持所有信號(hào)發(fā)生器輸出的電壓信號(hào)相同，利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測(cè)微波強(qiáng)度，直到所需波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的微波強(qiáng)度最大時(shí)停止電壓調(diào)整，完成波長(zhǎng)選擇；

或者，方法二：波束方向調(diào)整，包括以下步驟：

將液晶微波調(diào)制器件中的n個(gè)液晶盒分成2～4組，每組液晶盒數(shù)量相同或不同，每組的液晶盒數(shù)量最少為兩個(gè)；

每組液晶盒對(duì)應(yīng)的信號(hào)發(fā)生器初始輸出電壓設(shè)置為零，然后，①依次調(diào)整第1組液晶盒對(duì)應(yīng)的信號(hào)發(fā)生器，調(diào)整對(duì)應(yīng)液晶盒上的電壓大小，同一組中的液晶盒設(shè)定相同的施加電壓，其中，初始調(diào)整電壓為0.01V，在調(diào)整電壓的同時(shí)，使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測(cè)干涉主極大的微波強(qiáng)度是否為零，是，則完成波束調(diào)整；②當(dāng)不是0時(shí)，升高調(diào)整電壓，再次使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測(cè)干涉主極大的微波強(qiáng)度是否為零；是，則完成波束調(diào)整；如果還不為0，繼續(xù)重復(fù)升高調(diào)整電壓—使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測(cè)干涉主極大的微波強(qiáng)度的步驟；其中，每次增加調(diào)整電壓的步長(zhǎng)為0.01V，最大調(diào)整電壓為10V電壓(該電壓為液晶盒飽和電壓)，直至矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測(cè)干涉主極大的微波強(qiáng)度為零；③如果第1組所有信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓超過10V且使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測(cè)干涉主極大的微波強(qiáng)度不為零，則將第1組液晶盒對(duì)應(yīng)的信號(hào)發(fā)生器的初始輸出電壓歸零，然后調(diào)整第2組中信號(hào)發(fā)生器，改變施加對(duì)應(yīng)液晶層的電壓大小，其中，每次增加調(diào)整電壓的步長(zhǎng)為0.01V，最大調(diào)整電壓為10V電壓，使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測(cè)干涉主極大的微波強(qiáng)度是否為零；當(dāng)微波強(qiáng)度為0時(shí)，波束調(diào)整終止；當(dāng)不為0時(shí)，重復(fù)第1組的步驟；如果第2組所有信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓超過10V且使用矢量網(wǎng) 絡(luò)分析儀檢測(cè)，干涉主極大的微波強(qiáng)度不為零，則按照之前組的步驟依次調(diào)整后續(xù)組中的信號(hào)發(fā)生器，直至微波強(qiáng)度為0。

本實(shí)用新型的有益效果為：

本實(shí)用新型操作簡(jiǎn)單，器件可以灌注不同的液晶，方便使用以后可能出現(xiàn)的具有更高介電各向異性的液晶材料。采用的玻璃基板相對(duì)于鋁條板密度更小，可使器件質(zhì)量更輕，厚度最小已經(jīng)能夠達(dá)到0.20mm，玻璃硬度要高于純鋁的硬度，即使在基板采用0.20mm厚度的情況下，器件采用玻璃基板更不容易變形(玻璃密度相對(duì)于鋁材密度更低，硬度更大，相同體積下可以減輕器件質(zhì)量并減小器件形變。)。更重要的是液晶層的厚度最低僅為幾個(gè)微米，可以大大降低驅(qū)動(dòng)電壓、提高液晶的響應(yīng)速度，使微波調(diào)制的速度加快。玻璃基板表面可以定做不同取向以及不同錨定能來滿足最佳微波調(diào)制效果需求。在微波傳播方向上每層液晶介電常數(shù)均能夠根據(jù)用戶設(shè)置的多路驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)改變并可以調(diào)整出射微波干涉和衍射結(jié)果。由于玻璃密度(2.5x10³kg/m³)比純鋁的密度(2.7x10³kg/m³)低約7％，加上整個(gè)基板可以做到更薄(玻璃基板雙層0.4mm，鋁板1mm，更薄的鋁板更容易變形)，總重量可以降低50％以上。

由于通過多路驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)給多層液晶盒分別施加電壓，各層液晶將在不同電場(chǎng)下產(chǎn)生不同的介電常數(shù)，當(dāng)微波在液晶層中傳播時(shí)，微波相位就會(huì)根據(jù)該層液晶的介電常數(shù)發(fā)生不同的變化，因此，出射微波的相位可以是相同的，也可以是不同的。當(dāng)出射的波束滿足相干條件時(shí)就會(huì)發(fā)生微波干涉和衍射現(xiàn)象，由此可以通過對(duì)該器件施加不同驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)產(chǎn)生豐富多樣的微波波束。

附圖說明：

圖1本實(shí)用新型液晶微波調(diào)制器件的結(jié)構(gòu)；

圖2本實(shí)用新型液晶微波調(diào)制器件單個(gè)液晶盒的正視圖；

圖3本實(shí)用新型液晶微波調(diào)制器件波長(zhǎng)選擇時(shí)操作步驟；

圖4本實(shí)用新型液晶微波調(diào)制器件波束調(diào)整時(shí)操作步驟；

圖5實(shí)施例1的預(yù)扭曲角不同時(shí)微波單位長(zhǎng)度相移隨電壓變化的理論曲線；

圖6實(shí)施例1的預(yù)傾角不同時(shí)微波單位長(zhǎng)度相移隨電壓變化的理論曲線；

圖7實(shí)施例1的錨定能不同時(shí)微波單位長(zhǎng)度相移隨電壓變化的理論曲線；

圖8實(shí)施例1的兩列簡(jiǎn)諧波的疊加。

具體實(shí)施方式：

如圖1，本實(shí)用新型所述的液晶微波調(diào)制器件，其組成包括多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的液晶盒(2到n，本實(shí)施例n為10。)和多路驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)源A。

如圖2，所述的液晶盒結(jié)構(gòu)從上到下依次為：第一玻璃基板1、第一ITO電極2、第一取向?qū)?、液晶層5、第二取向?qū)?、第二ITO電極7和第二玻璃基板8；其中，液晶層5中放置有球形樹脂間隔子4，間隔子4的直徑等同于液晶層的厚度，均為10μm；兩個(gè)取向?qū)拥膶?度相同，兩端設(shè)置有封框膠9；第一玻璃基板1和第一ITO電極2右側(cè)凸出第一取向?qū)?邊緣3mm，凸出部分夾有金屬夾10，作為負(fù)電極引腳，方便對(duì)液晶盒施加驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)；同樣，第二ITO電極7和第二玻璃基板8左側(cè)凸出第二取向?qū)?邊緣3mm，其凸出部分也夾有金屬夾11，作為正電極引腳。

所述的兩層取向?qū)又g的少量球形樹脂間隔子4可以使液晶盒盒厚均勻，(一般直徑在幾個(gè)微米到幾十個(gè)微米之間，材質(zhì)為丙烯酸樹脂)。封框膠(材質(zhì)為環(huán)氧樹脂)9用于防止盒內(nèi)液晶流出盒外。

所述的玻璃基板的厚度為0.20mm。

所述的兩個(gè)取向?qū)拥牟馁|(zhì)均為聚酰亞胺(PI)，厚度一般為60～100nm。

所述的多路驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)源A的組成包括n個(gè)相互獨(dú)立波形信號(hào)發(fā)生器，該器件為市售公知產(chǎn)品，本實(shí)用新型采用的為河南飛逸科技公司的FY3002S型信號(hào)發(fā)生器，n為10。該系列信號(hào)發(fā)生器可以通過電腦上位機(jī)控制和操作儀器，采用直接數(shù)字合成技術(shù)(DDS)，基于FPGA設(shè)計(jì)，內(nèi)部預(yù)制14種常用波形；其使用簡(jiǎn)單方便，信號(hào)穩(wěn)定度高，低失真，輸出信號(hào)能夠調(diào)節(jié)幅度和直流偏置。其包括兩個(gè)所需的電壓輸出引腳e和引腳f。

所述的液晶微波調(diào)制器件中的多個(gè)液晶盒的分布為由上到下依次排列，上下間相鄰的兩個(gè)液晶盒之間使用與玻璃基板折射率相同的匹配液粘接在一起，本實(shí)用新型中的匹配液使用美國(guó)Cargille折射率匹配液。其連接順序?yàn)槭挂壕Ш械膬蛇呁钩龇较蛳鄬?duì)一致進(jìn)行疊加，即第一個(gè)液晶盒的兩個(gè)電極a和b分別使用金屬夾B引出(圖1左側(cè)的金屬夾子由于視角問題被擋住，具體連接見圖2)，利用導(dǎo)線c和導(dǎo)線d分別接在多路驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)源A中1號(hào)任意波形信號(hào)發(fā)生器的輸出引腳e和輸出引腳f。其余9個(gè)液晶盒采用相同方法，與對(duì)應(yīng)的信號(hào)發(fā)生器相接。

目前，了解到宜昌南玻光電玻璃有限公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)厚度0.20～1.10mm超薄電子玻璃的生產(chǎn)，在此基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型可以根據(jù)實(shí)際需要采用不同厚度的玻璃達(dá)到調(diào)制要求。

相鄰兩個(gè)液晶盒之間使用與玻璃基板折射率相同的匹配液g粘接在一起。所述的匹配液g可以選用美國(guó)Cargille折射率匹配液。

當(dāng)多路驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)源A中的一個(gè)信號(hào)發(fā)生器對(duì)通過導(dǎo)線連接的單個(gè)液晶盒兩端施加驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)時(shí)，液晶盒內(nèi)的液晶分子在電場(chǎng)的作用下將會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)并最終達(dá)到平衡狀態(tài)。由于液晶分子的介電各向異性，液晶分子在電場(chǎng)作用下整體取向發(fā)生改變，整個(gè)液晶層的介電常數(shù)隨之改變。當(dāng)微波從中通過時(shí)，相位就會(huì)發(fā)生變化。由于微波通過施加不同電壓的液晶層后會(huì)產(chǎn)生不同的相位，微波發(fā)生干涉，可以使得原本沿著入射微波方向傳播的出射微波束的方向發(fā)生改變。

n個(gè)液晶盒的個(gè)數(shù)可以自定義，主要用于形成光柵結(jié)構(gòu)，形成微波干涉，增強(qiáng)出射微波束強(qiáng)度。

由于一般情況下，液晶相對(duì)于微波的介電各向異性會(huì)隨著微波的頻率增大而減小，通過很薄的液晶層時(shí)，相移改變很小，對(duì)于60GHz的微波，波長(zhǎng)為5mm，如果依然像顯示中的光垂直基板平面入射，那么要求液晶層的厚度要足夠厚。以光學(xué)顯示為例，用λ＝500nm的光垂直基板平面入射，液晶層的厚度大概需要d＝2μm厚，厚度d＝4λ，以這樣的微波入射液晶層，液晶層的厚度得在厘米的量級(jí)，這么厚的液晶層實(shí)現(xiàn)電壓驅(qū)動(dòng)是很困難的，即使能夠驅(qū)動(dòng)，電壓也會(huì)很大，而且基板表面錨泊對(duì)越靠近液晶層中間區(qū)域的液晶分子作用越小，液晶層的中間區(qū)域?qū)?huì)是雜亂的，但是如果采用沿著基板平面入射的方法，這樣可以滿足微波傳播距離的要求，而且液晶層很薄，利于降低驅(qū)動(dòng)電壓。

本實(shí)用新型所述的液晶微波調(diào)制器件的調(diào)制方法，為進(jìn)行波長(zhǎng)選擇或波束方向調(diào)整；

當(dāng)進(jìn)行波長(zhǎng)選擇問題時(shí)，包括以下步驟：(如圖3)；

首先，依次選擇電壓信號(hào)源A中第1～n個(gè)信號(hào)發(fā)生器(FY3002S₁-FY3002S_n，n這里取10)的輸出波形為1KHz正弦交流信號(hào)；其次，依次調(diào)整所有信號(hào)發(fā)生器的電壓旋鈕并保持所有信號(hào)發(fā)生器輸出的電壓信號(hào)相同，利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測(cè)微波強(qiáng)度，直到所需波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的微波強(qiáng)度最大時(shí)停止電壓調(diào)整；

當(dāng)解決波束方向調(diào)整問題時(shí)，包括以下步驟：

液晶微波調(diào)制器件的所有液晶盒分成多個(gè)組，每組包含一定數(shù)量的液晶盒，即每組包含一定數(shù)量的液晶層，同一組的液晶層施加的電壓是相同的。這里以10個(gè)液晶層為例，分為2組，上6個(gè)液晶盒為一組，下4個(gè)液晶盒為另一組。每個(gè)液晶盒施加的電壓大小不超過10V(幾個(gè)微米的液晶盒，一般在10V是能認(rèn)為達(dá)到液晶盒飽和電壓的)，縱向疊加，微波沿著水平方向傳播，通過本實(shí)用新型所述的液晶微波調(diào)制器件后會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象，干涉主極大(在光柵衍射中，干涉條紋會(huì)有個(gè)主極大，對(duì)應(yīng)著亮度最高的明條紋，干涉主極大在一些光學(xué)相關(guān)論文中比較常見，在這里，干涉主極大對(duì)應(yīng)微波強(qiáng)度最強(qiáng)的地方)將會(huì)出現(xiàn)在第5個(gè)和第6個(gè)液晶層之間的位置。對(duì)上6個(gè)液晶層施加相同的電壓，下4個(gè)液晶層施加相同的電壓，操作步驟如圖4，首先依次調(diào)整信號(hào)發(fā)生器FY3002S₁-FY3002S₆改變施加在上6個(gè)液晶層的電壓大小，然后依次調(diào)整信號(hào)發(fā)生器FY3002S₇-FY3002S₁₀改變施加在下4個(gè)液晶層的電壓大小，使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測(cè)干涉主極大的微波強(qiáng)度是否為零。不是，判斷信號(hào)發(fā)生器FY3002S₇-FY3002S₁₀對(duì)下4個(gè)液晶層施加的電壓是否超過10V，沒有則繼續(xù)依次調(diào)整信號(hào)發(fā)生器FY3002S₇-FY3002S₁₀改變施加在下4個(gè)液晶層的電壓大小，若超過10V，則依次調(diào)整信號(hào)發(fā)生器FY3002S₁-FY3002S₆改變施加在上6個(gè)液晶層的電壓大小，之后再重新依次調(diào)整信 號(hào)發(fā)生器FY3002S₇-FY3002S₁₀改變施加在下4個(gè)液晶層的電壓大小，使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測(cè)干涉主極大的微波強(qiáng)度是否為零，不是，則重復(fù)之前的步驟，是則停止調(diào)整信號(hào)發(fā)生器FY3002S₁-FY3002S₁₀。

具體為：

以分2組為例，每組液晶盒對(duì)應(yīng)的信號(hào)發(fā)生器初始輸出電壓為零，①依次調(diào)整第1組液晶盒對(duì)應(yīng)的信號(hào)發(fā)生器，改變施加對(duì)應(yīng)液晶層的電壓大小(所有電壓調(diào)整步長(zhǎng)選擇0.01V，下同，10V電壓認(rèn)為是液晶盒飽和電壓)，使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測(cè)干涉主極大的微波強(qiáng)度是否為零，是，則完成波束調(diào)整；②當(dāng)不是0時(shí)，重復(fù)①的步驟并確保第1組所有信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓不超過10V；③如果第1組所有信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓超過10V且使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測(cè)干涉主極大的微波強(qiáng)度不為零，則調(diào)整第1組液晶盒對(duì)應(yīng)的信號(hào)發(fā)生器的初始輸出電壓為零，再依次調(diào)整第2組液晶盒對(duì)應(yīng)的信號(hào)發(fā)生器，改變施加對(duì)應(yīng)液晶層的電壓大小，使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測(cè)干涉主極大的微波強(qiáng)度是否為零，是，則完成波束調(diào)整；④當(dāng)不是0時(shí)，重復(fù)①②③的步驟并確保第2組所有信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓不超過10V。(第2組所有信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓如果超過10V，且使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測(cè)干涉主極大的微波強(qiáng)度不為零的情況認(rèn)為是不存在，因?yàn)槭冀K會(huì)存在一個(gè)干涉主極大微波強(qiáng)度特別小的情況，并可以認(rèn)為這種情況下，干涉主極大微波強(qiáng)度為零。如果認(rèn)為這個(gè)特別小的干涉主極大微波強(qiáng)度還是不夠小，則從嘗試分3組的情況中尋找更小的干涉主極大微波強(qiáng)度。

再以分3組為例，每組液晶盒對(duì)應(yīng)的信號(hào)發(fā)生器初始輸出電壓為零，①依次調(diào)整第1組液晶盒對(duì)應(yīng)的信號(hào)發(fā)生器，改變施加對(duì)應(yīng)液晶層的電壓大小(所有電壓調(diào)整步長(zhǎng)選擇0.01V，下同，10V電壓認(rèn)為是液晶盒飽和電壓)，使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測(cè)干涉主極大的微波強(qiáng)度是否為零，是，則完成波束調(diào)整；②當(dāng)不是0時(shí)，重復(fù)①的步驟并確保第1組所有信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓不超過10V；③如果第1組所有信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓超過10V且使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測(cè)干涉主極大的微波強(qiáng)度不為零，則調(diào)整第1組液晶盒對(duì)應(yīng)的信號(hào)發(fā)生器的初始輸出電壓為零，再依次調(diào)整第2組液晶盒對(duì)應(yīng)的信號(hào)發(fā)生器，改變施加對(duì)應(yīng)液晶層的電壓大小，使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測(cè)干涉主極大的微波強(qiáng)度是否為零，是，則完成波束調(diào)整；④當(dāng)不是0時(shí)，重復(fù)①②③的步驟并確保第2組所有信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓不超過10V。⑤如果第2組所有信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓超過10V且使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測(cè)干涉主極大的微波強(qiáng)度不為零，則調(diào)整第1組和第2組液晶盒對(duì)應(yīng)的信號(hào)發(fā)生器的初始輸出電壓為零，再依次調(diào)整第3組液晶盒對(duì)應(yīng)的信號(hào)發(fā)生器，改變施加對(duì)應(yīng)液晶層的電壓大小，使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測(cè)干涉主極大的微波強(qiáng)度是否為零，是，則完成波束調(diào)整；⑥當(dāng)不是0時(shí)，重復(fù)①②③④⑤的步驟并確保第3組所有信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓不超過10V。(分4組的操作步驟以此類 推)。

為了清楚的說明對(duì)玻璃基板表面上PI采用不同摩擦取向以及獲得不同錨定能時(shí)微波相移隨電壓的變化，且不考慮傳輸距離不同對(duì)微波相移的影響，這里考慮微波單位長(zhǎng)度相移隨電壓的變化，不加電壓且液晶指向矢平行于基板時(shí)的初始相移為零。以液晶層厚度d＝10μm，微波頻率f＝60GHz為例。如圖5，所述的單個(gè)液晶盒中PI不同摩擦取向下，預(yù)扭曲角不同微波單位長(zhǎng)度相移隨電壓變化的理論曲線，單個(gè)液晶盒兩邊界強(qiáng)錨定，錨定能1x10^-3J/m²，預(yù)傾角0°，隨著預(yù)扭曲的增大(一般在0°到90°之間選擇)，相同電壓下，微波的單位長(zhǎng)度相移得到了提高。選擇液晶分子在上下基板液晶層中連續(xù)扭曲90°，如圖6，所述的單個(gè)液晶盒中PI不同摩擦取向下，預(yù)傾角不同微波單位長(zhǎng)度相移隨電壓變化的理論曲線，單個(gè)液晶盒兩邊界強(qiáng)錨定，錨定能1x10^-3J/m²，隨著預(yù)傾角的適當(dāng)增大(一般在0°到5°之間選擇)，相同電壓下，微波的單位長(zhǎng)度相移得到了提高。選擇預(yù)傾角為5°，如圖7，所述的單個(gè)液晶盒中PI不同錨定能下微波單位長(zhǎng)度相移隨電壓變化的理論曲線，隨著錨定能的降低，相同電壓下，微波的單位長(zhǎng)度相移得到了提高，對(duì)于錨定能為1x10^-5J/m²的情況，從圖7得到，在3V電壓時(shí)液晶盒就能夠達(dá)到飽和狀態(tài)，可以很明顯的降低器件工作電壓，減小能量消耗。

不加電壓時(shí)，微波出射波束與入射波束間的相移差是固定的。對(duì)液晶盒施加電壓時(shí)，出射波束與入射波束間的相移差隨電壓而改變。當(dāng)對(duì)單個(gè)液晶盒施加電壓后，在未達(dá)到液晶盒閾值電壓前，微波單位長(zhǎng)度相移為零或基本不變化，電壓達(dá)到閾值電壓后，微波單位長(zhǎng)度相移隨電壓的增大而逐漸提高，并在電壓達(dá)到液晶盒飽和電壓時(shí)達(dá)到最大單位長(zhǎng)度相移。理論曲線計(jì)算步驟如下：

1)由液晶彈性理論推導(dǎo)得到固定電壓下液晶盒內(nèi)液晶指向矢的平衡態(tài)方程，并利用差分迭代方法模擬液晶盒內(nèi)液晶指向矢分布。

2)由液晶指向矢得到固定電壓下液晶層的介電常數(shù)，并得到單個(gè)液晶盒的液晶層對(duì)微波相移的改變值。

3)改變電壓值，重復(fù)1)，2)的步驟，得到不同電壓下的微波單位長(zhǎng)度相移值。

單個(gè)液晶盒微波相移一旦確定，多層液晶盒的微波調(diào)制效果根據(jù)下面的理論很容易得到。以兩個(gè)液晶盒疊加為例，如圖8，S₁和S₂分別為兩個(gè)不同的液晶盒中透過的微波束，它們的頻率相同、振動(dòng)方向相同，設(shè)它們的初相位分別為和它們?cè)诏B加區(qū)域中任一點(diǎn)P的復(fù)振幅為：

其中根據(jù)疊加原理，在P點(diǎn)合振動(dòng)的復(fù)振幅為：

P點(diǎn)的振動(dòng)強(qiáng)度為

因?yàn)?/p>

所以

即

其中δ是S₂和S₁在P點(diǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)相位差,表示為：

當(dāng)這兩個(gè)液晶盒處于相同的制作條件，且不施加驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)時(shí)，其初始相位滿 如圖8虛線部分，干涉主級(jí)大將會(huì)出現(xiàn)在兩個(gè)液晶盒的中間水平位置上。選擇扭曲角90°，預(yù)傾角5°，錨定能1x10^-5J/m²的情況，當(dāng)對(duì)兩個(gè)液晶盒分別施加不同的驅(qū)動(dòng)電壓1.0V和1.5V時(shí)，由圖7，可以分別得到令δ＝0得到干涉主級(jí)大位置，初始相位的差別將通過傳輸?shù)木嚯x彌補(bǔ)，主級(jí)大的位置將會(huì)像圖8實(shí)線表示那樣發(fā)生偏移，由此主波束的方向得到改變。對(duì)于多層液晶盒的情況；

P點(diǎn)振動(dòng)強(qiáng)度為

同理得到

通過改變驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)，主極大位置也將會(huì)發(fā)生偏移。因此，可以通過控制施加不同的驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)，調(diào)制出豐富多樣的微波波束。

本實(shí)用新型未盡事宜為公知技術(shù)。