Diseño y simulación de cambiador de fase estructurado coaxialmente de 60 GHz lleno de cristal líquido con figura de mérito mejorada por emparejamiento de impedancia dependiente de permitividad novedoso
Autores: Li, Jinfeng; Li, Haorong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño y simulación de cambiador de fase estructurado coaxialmente de 60 GHz lleno de cristal líquido con figura de mérito mejorada por emparejamiento de impedancia dependiente de permitividad novedoso
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Cristal líquido
Cambiador de fase
Constante dieléctrica
Emparejamiento de impedancias
Figura de mérito
Geometría coaxial rellena de LC
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo sirve como la primera investigación de simulación para abordar el modulador de fase variable continuamente estructurado coaxialmente lleno de cristal líquido (LC) a 60 GHz, donde los LC actúan como dieléctricos sintonizables únicos ocupando completamente la potencia de onda milimétrica (mmW) transmitida (es decir, libre de fugas o interferencias). Los cálculos de impedancia y constante dieléctrica efectiva están resueltos, seguidos por la cuantificación de la interacción entre el grosor dieléctrico y la constante dieléctrica (Dk) para una impedancia controlada de 50 . Los efectos de la relación de aspecto (AR) de la geometría se aprovechan para la topología coaxialmente acomodada llena de LC adaptados a mmW con un rango de Dk operable de 2.754 (estado isotrópico) a 3.3 (estado de polarización saturada). Además de las ventajas libres de ruido de la estructura propuesta, se propone un nuevo método de mejora de la figura de mérito (FoM) basado en la selección de Dk para el emparejamiento de impedancias. El diseño óptimo de FoM por simulación muestra un desplazamiento de fase continuamente variable de 0-180.19 grados con una pérdida de inserción máxima de 1.75871 dB, es decir, un FoM simulado de 102.46 grados/dB cuando la geometría coaxial llena de LC tiene una impedancia de 50 y se empareja con el Dk de 2.8, correspondiente al grosor dieléctrico de 0.34876 mm y longitud de línea de 15.92 mm. Los procesos de fabricación y ensamblaje del dispositivo previsto están libres del agente de alineación de poliimida convencional y las preocupaciones térmicas y eléctricas relacionadas. Por lo tanto, se puede vislumbrar una reducción significativa de costos y una mejora en el rendimiento. La topología también puede servir como una estructura de prueba para caracterizaciones de banda ancha de materiales LC y nuevos efectos electro-ópticos.
Descripción
Este trabajo sirve como la primera investigación de simulación para abordar el modulador de fase variable continuamente estructurado coaxialmente lleno de cristal líquido (LC) a 60 GHz, donde los LC actúan como dieléctricos sintonizables únicos ocupando completamente la potencia de onda milimétrica (mmW) transmitida (es decir, libre de fugas o interferencias). Los cálculos de impedancia y constante dieléctrica efectiva están resueltos, seguidos por la cuantificación de la interacción entre el grosor dieléctrico y la constante dieléctrica (Dk) para una impedancia controlada de 50 . Los efectos de la relación de aspecto (AR) de la geometría se aprovechan para la topología coaxialmente acomodada llena de LC adaptados a mmW con un rango de Dk operable de 2.754 (estado isotrópico) a 3.3 (estado de polarización saturada). Además de las ventajas libres de ruido de la estructura propuesta, se propone un nuevo método de mejora de la figura de mérito (FoM) basado en la selección de Dk para el emparejamiento de impedancias. El diseño óptimo de FoM por simulación muestra un desplazamiento de fase continuamente variable de 0-180.19 grados con una pérdida de inserción máxima de 1.75871 dB, es decir, un FoM simulado de 102.46 grados/dB cuando la geometría coaxial llena de LC tiene una impedancia de 50 y se empareja con el Dk de 2.8, correspondiente al grosor dieléctrico de 0.34876 mm y longitud de línea de 15.92 mm. Los procesos de fabricación y ensamblaje del dispositivo previsto están libres del agente de alineación de poliimida convencional y las preocupaciones térmicas y eléctricas relacionadas. Por lo tanto, se puede vislumbrar una reducción significativa de costos y una mejora en el rendimiento. La topología también puede servir como una estructura de prueba para caracterizaciones de banda ancha de materiales LC y nuevos efectos electro-ópticos.