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，每個液晶層可以由不同的電壓信號驅(qū)動，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)觀察時間內(nèi)各波束間的相位差保持恒定，就會發(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，通過多個的并聯(lián)，每個液晶盒之間相互獨(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，每兩個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個結(jié)構(gòu)相同的液晶盒和n路驅(qū)動電壓信號源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)印⒁壕?、第二取向?qū)印⒌诙蘒TO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；兩個取向?qū)拥膶挾认嗤瑑啥嗽O(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，方便對液晶盒施加驅(qū)動電壓信號；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個結(jié)構(gòu)相同的液晶盒由上到下依次疊加，每個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個液晶盒的分布為由上到下依次排列，上下間相鄰的兩個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)動電壓信號源A的組成為n個相互獨(dú)立波形信號發(fā)生器，每個波形信號發(fā)生器包括第一輸出引腳和第二輸出引腳；每個波形信號發(fā)生器分別與一個液晶盒對應(yīng)連接，波形信號發(fā)生器的兩個輸出引腳分別與液晶盒的兩個金屬夾相連。

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)行波長選擇或波束方向調(diào)整；

方法一：波長選擇，包括以下步驟：

首先，依次選擇電壓信號源A中1～n個信號發(fā)生器的輸出波形為1KHz正弦交流信號；其次，依次調(diào)整所有信號發(fā)生器的電壓旋鈕并保持所有信號發(fā)生器輸出的電壓信號相同，利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測微波強(qiáng)度，直到所需波長對應(yīng)的微波強(qiáng)度最大時停止電壓調(diào)整，完成波長選擇；

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；

每組液晶盒對應(yīng)的信號發(fā)生器初始輸出電壓設(shè)置為零，然后，①依次調(diào)整第1組液晶盒對應(yīng)的信號發(fā)生器，調(diào)整對應(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，使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測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，升高調(diào)整電壓，再次使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測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)分析儀檢測干涉主極大的微波強(qiáng)度為零；③如果第1組所有信號發(fā)生器的輸出電壓超過10V且使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測干涉主極大的微波強(qiáng)度不為零，則將第1組液晶盒對應(yīng)的信號發(fā)生器的初始輸出電壓歸零，然后調(diào)整第2組中信號發(fā)生器，改變施加對應(yīng)液晶層的電壓大小，其中，每次增加調(diào)整電壓的步長為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，波束調(diào)整終止；當(dāng)不為0時，重復(fù)第1組的步驟；如果第2組所有信號發(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，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微米，可以大大降低驅(qū)動電壓、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)動電壓信號改變并可以調(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)動電壓信號給多層液晶盒分別施加電壓，各層液晶將在不同電場下產(chǎn)生不同的介電常數(shù)，當(dāng)微波在液晶層中傳播時，微波相位就會根據(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就會發(fā)生微波干涉和衍射現(xiàn)象，由此可以通過對該器件施加不同驅(qū)動電壓信號產(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)制器件波長選擇時操作步驟；

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

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

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

圖7實(shí)施例1的錨定能不同時微波單位長度相移隨電壓變化的理論曲線；

圖8實(shí)施例1的兩列簡諧波的疊加。

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)動電壓信號源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，方便對液晶盒施加驅(qū)動電壓信號；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，(一般直徑在幾個微米到幾十個微米之間，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)動電壓信號源A的組成包括n個相互獨(dú)立波形信號發(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型信號發(fā)生器，n為10。該系列信號發(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；其使用簡單方便，信號穩(wěn)定度高，低失真，輸出信號能夠調(diào)節(jié)幅度和直流偏置。其包括兩個所需的電壓輸出引腳e和引腳f。

所述的液晶微波調(diào)制器件中的多個液晶盒的分布為由上到下依次排列，上下間相鄰的兩個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σ恢逻M(jìn)行疊加，即第一個液晶盒的兩個電極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)動電壓信號源A中1號任意波形信號發(fā)生器的輸出引腳e和輸出引腳f。其余9個液晶盒采用相同方法，與對應(yīng)的信號發(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Cargille折射率匹配液。

當(dāng)多路驅(qū)動電壓信號源A中的一個信號發(fā)生器對通過導(dǎo)線連接的單個液晶盒兩端施加驅(qū)動電壓信號時，液晶盒內(nèi)的液晶分子在電場的作用下將會發(fā)生轉(zhuǎn)動并最終達(dá)到平衡狀態(tài)。由于液晶分子的介電各向異性，液晶分子在電場作用下整體取向發(fā)生改變，整個液晶層的介電常數(shù)隨之改變。當(dāng)微波從中通過時，相位就會發(fā)生變化。由于微波通過施加不同電壓的液晶層后會產(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個液晶盒的個數(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，液晶相對于微波的介電各向異性會隨著微波的頻率增大而減小，通過很薄的液晶層時，相移改變很小，對于60GHz的微波，波長為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，這么厚的液晶層實(shí)現(xiàn)電壓驅(qū)動是很困難的，即使能夠驅(qū)動，電壓也會很大，而且基板表面錨泊對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)请s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)行波長選擇或波束方向調(diào)整；

當(dāng)進(jìn)行波長選擇問題時，包括以下步驟：(如圖3)；

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

當(dāng)解決波束方向調(diào)整問題時，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個液晶層為例，分為2組，上6個液晶盒為一組，下4個液晶盒為另一組。每個液晶盒施加的電壓大小不超過10V(幾個微米的液晶盒，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)制器件后會發(fā)生干涉現(xiàn)象，干涉主極大(在光柵衍射中，干涉條紋會有個主極大，對應(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，干涉主極大對應(yīng)微波強(qiáng)度最強(qiáng)的地方)將會出現(xiàn)在第5個和第6個液晶層之間的位置。對上6個液晶層施加相同的電壓，下4個液晶層施加相同的電壓，操作步驟如圖4，首先依次調(diào)整信號發(fā)生器FY3002S₁-FY3002S₆改變施加在上6個液晶層的電壓大小，然后依次調(diào)整信號發(fā)生器FY3002S₇-FY3002S₁₀改變施加在下4個液晶層的電壓大小，使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測干涉主極大的微波強(qiáng)度是否為零。不是，判斷信號發(fā)生器FY3002S₇-FY3002S₁₀對下4個液晶層施加的電壓是否超過10V，沒有則繼續(xù)依次調(diào)整信號發(fā)生器FY3002S₇-FY3002S₁₀改變施加在下4個液晶層的電壓大小，若超過10V，則依次調(diào)整信號發(fā)生器FY3002S₁-FY3002S₆改變施加在上6個液晶層的電壓大小，之后再重新依次調(diào)整信 號發(fā)生器FY3002S₇-FY3002S₁₀改變施加在下4個液晶層的電壓大小，使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測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)整信號發(fā)生器FY3002S₁-FY3002S₁₀。

具體為：

以分2組為例，每組液晶盒對應(yīng)的信號發(fā)生器初始輸出電壓為零，①依次調(diào)整第1組液晶盒對應(yīng)的信號發(fā)生器，改變施加對應(yīng)液晶層的電壓大小(所有電壓調(diào)整步長選擇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，重復(fù)①的步驟并確保第1組所有信號發(fā)生器的輸出電壓不超過10V；③如果第1組所有信號發(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組液晶盒對應(yīng)的信號發(fā)生器的初始輸出電壓為零，再依次調(diào)整第2組液晶盒對應(yīng)的信號發(fā)生器，改變施加對應(yīng)液晶層的電壓大小，使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測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，重復(fù)①②③的步驟并確保第2組所有信號發(fā)生器的輸出電壓不超過10V。(第2組所有信號發(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會存在一個干涉主極大微波強(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，每組液晶盒對應(yīng)的信號發(fā)生器初始輸出電壓為零，①依次調(diào)整第1組液晶盒對應(yīng)的信號發(fā)生器，改變施加對應(yīng)液晶層的電壓大小(所有電壓調(diào)整步長選擇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，重復(fù)①的步驟并確保第1組所有信號發(fā)生器的輸出電壓不超過10V；③如果第1組所有信號發(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組液晶盒對應(yīng)的信號發(fā)生器的初始輸出電壓為零，再依次調(diào)整第2組液晶盒對應(yīng)的信號發(fā)生器，改變施加對應(yīng)液晶層的電壓大小，使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測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，重復(fù)①②③的步驟并確保第2組所有信號發(fā)生器的輸出電壓不超過10V。⑤如果第2組所有信號發(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組液晶盒對應(yīng)的信號發(fā)生器的初始輸出電壓為零，再依次調(diào)整第3組液晶盒對應(yīng)的信號發(fā)生器，改變施加對應(yīng)液晶層的電壓大小，使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測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，重復(fù)①②③④⑤的步驟并確保第3組所有信號發(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微波相移隨電壓的變化，且不考慮傳輸距離不同對微波相移的影響，這里考慮微波單位長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，所述的單個液晶盒中PI不同摩擦取向下，預(yù)扭曲角不同微波單位長度相移隨電壓變化的理論曲線，單個液晶盒兩邊界強(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，所述的單個液晶盒中PI不同摩擦取向下，預(yù)傾角不同微波單位長度相移隨電壓變化的理論曲線，單個液晶盒兩邊界強(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，微波的單位長度相移得到了提高。選擇預(yù)傾角為5°，如圖7，所述的單個液晶盒中PI不同錨定能下微波單位長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，微波的單位長度相移得到了提高，對于錨定能為1x10^-5J/m²的情況，從圖7得到，在3V電壓時液晶盒就能夠達(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，微波出射波束與入射波束間的相移差是固定的。對液晶盒施加電壓時，出射波束與入射波束間的相移差隨電壓而改變。當(dāng)對單個液晶盒施加電壓后，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達(dá)到最大單位長度相移。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)，并得到單個液晶盒的液晶層對微波相移的改變值。

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度相移值。

單個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。以兩個液晶盒疊加為例，如圖8，S₁和S₂分別為兩個不同的液晶盒中透過的微波束，它們的頻率相同、振動方向相同，設(shè)它們的初相位分別為和它們在疊加區(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)合振動的復(fù)振幅為：

P點(diǎn)的振動強(qiáng)度為

因?yàn)?/p>

所以

即

其中δ是S₂和S₁在P點(diǎn)產(chǎn)生的振動相位差,表示為：

當(dāng)這兩個液晶盒處于相同的制作條件，且不施加驅(qū)動電壓信號時，其初始相位滿 如圖8虛線部分，干涉主級大將會出現(xiàn)在兩個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)對兩個液晶盒分別施加不同的驅(qū)動電壓1.0V和1.5V時，由圖7，可以分別得到令δ＝0得到干涉主級大位置，初始相位的差別將通過傳輸?shù)木嚯x彌補(bǔ)，主級大的位置將會像圖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。對于多層液晶盒的情況；

P點(diǎn)振動強(qiáng)度為

同理得到

通過改變驅(qū)動電壓信號，主極大位置也將會發(fā)生偏移。因此，可以通過控制施加不同的驅(qū)動電壓信號，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)。