液晶装荷CPW-FE移相器における誘電異方性のマイクロ波測定および理論計算の比較

摘要

The effective permittivity of a coplanar waveguide (CPW) and dielectric birefringence (Δ ε) in a liquid crystal microwave phase shifter are calculated with taking into account of the molecular orientation in a liquid crystal layer. The effective permittivity and dielectric birefringence are determined by liquid crystal molecular orientation and CPW high-frequency electric field. Using continuum theory of liquid crystal, we obtain the liquid crystal molecular orientation controlled by a bias voltage. The calculations of the bias voltage dependence of the effective permittivity qualitatively agree with measurements. Furthermore, we can confirm the mechanism of the change in permittivity by the calculations.%コプレーナ線路に浮遊電極を配した伝送線路（CPW-FE）に液晶を装荷したマイクロ波帯液晶装荷移相器の誘電率変化すなわち誘電異方性（△ε）の理論計算を行った．CPW-FE 中の液晶配向の空間分布は，液晶の連続理論に基づき計算しており，液晶配向分布とCPW の基本モードの高周波電界を用いてCPW－FEの実効誘電率を求めている．また，液晶駆動用電圧の印加方向の変化に伴う実効誘電率の変化すなわち誘電異方性の実験値と計算値の比較では，位相変化量の印加電圧依存は定性的に良い一致を得ている．さらに液晶配向分布とCPWの高周波電界分布を用いて，CPW-FEの中心導体幅等の構造の違いが誘電率変化に及ぼす影響等を考察している．