- 文献综述（或调研报告）：
液晶是可以像液体一样流动但也可以呈现出有序，类似晶体的方式堆积的分子。 LC在不同的温度下可以处于不同的状态，在微波器件中最常用的是向列相液晶。在向列相中，棒状LC分子在取向上是有序的。向列相液晶5CB（K15）的分子结构如图4所示[1]。液相分子的各向异性导致沿分子的长轴和短轴显示不同的介电常数。外部电场可以控制这些分子的方向从而在电磁波传播的方向改变液晶的介电常数。液晶可达到的最大可调性受到介电常数和的影响，其中指液晶分子长轴的介电系数而代表短轴的介电系数。
图4 5CB型向列相液晶的分子结构
图5展示了在不同施加电压下LC分子的取向[2]。从图可以看出，微带线和接地板被用作施加外部偏置电压的电极，取向层被用来预对准LC分子。如果没有外部偏置电压，LC分子将停留在预对准位置，从而导致LC层的相对介电常数为。当偏置电压增加时，LC分子逐渐沿长轴开始旋转，并趋于沿外部电场平行排列。在这种情况下，LC层的相对介电常数为。当偏置电压达到饱和状态时，LC分子的长轴与施加的电场平行，LC层的相对介电常数将为。LC材料的介电损耗角正切也是各向异性的，它在两个极值（未偏置）和（完全偏置）之间变化。液晶介电常数的变化量值位于和之间，即在平行和垂直于LC分子指向矢的状态下测量的相对介电常数，决定了LC分子与电磁波之间的相互作用。
- ，(b)，(c)
图5 液晶分子在不同的偏置电压下的状态
为了满足当前社会对通信的需求，液晶这种可调谐介电材料在越来越多的新设备中发挥重要作用。在[3]中，O.H. Karabey等人详细介绍了液晶在微波领域的应用，此外还讲解了LC在电场下反应时间、自由能、锚定效应以及倒置微带线的工作原理等。基于液晶的这些特性，很多微波器件在使用液晶材料后达到了理想的可调性。例如，在[4]、[5]中介绍了几款利用液晶可调原理实现的可重构天线。L. Cai等人在[6]中介绍了两款工作频率位于1~10GHz的液晶移相器，它们都拥有好的FoM(figure-of-merit)参数。[7]中介绍了另一款基于液晶的移相器，其在10V的偏置电压下可以在6GHz有140°的相位偏移。
可重构功分器是一种功能或性质可以实现连续或离散调节的功分器，目前的主要实现方法是在传输线上加载可调器件。这是由于功分器的功能和各项技术参数主要是受传输线参数的影响，如功分器的工作频率主要取决于lambda;/4 传输线的电长度；功分器的分配比则主要取决于lambda;/4 传输线的阻抗比；而功分器的端口反射系数主要受传输线特征阻抗的影响。所以，可以通过调节传输线的等效阻抗或等效相移实现功分器的功能或性质可重构。在[8]中，彭洪利用变容二极管设计了一款移相器，将其替换Wilkinson功分器的两端微带线，利用移相器的等效阻抗不变而等效相移可调的性质，实现 Wilkinson 功分器的工作频率在一定范围内可调。该款功分器其可调频率贷款为0.51GHz。叶秀眺在[9]中提出利用频率可重构短路平行耦合线作为组成部分，构建了一个频率可重构高功分比Wilkinson功分器。该功分器可以实现从0.78Ghz到1.2GHz内工作频率的连续可重构。以上两款频率可重构功分器都是利用了变容二极管实现了器件的可重构，本课题中将利用液晶的介电各向异性实现功分器的频率可重构。需要注意的是，尽管液晶作为一种优良的介电材料，其还是很少被用于功分器的设计。因此，相比于传统的频率可重构功分器，目前液晶可重构功分器的相关文献较少。
不少学者对FSS的特性与原理进行了详细的分析与讲解，[10]简介了FSS的基本理论以及对其应用的研究。此外中Ben A.Munk著述的Frequency Selective Surfaces-Theory and Design中详细介绍了FSS的工作原理，不同类型的单元及其比较，此外还讲述了对FSS的分析方法以及几种滤波器的设计方法。在[11]中，作者介绍了一种利用等效电路对FSS进行分析的方法，该方法先根据FSS单元阵列建立等效电路模型，再用等效电路模型求得其传输响应。这种方法适用于分析电路结构较为简单的FSS，虽然等效模型一般较为粗糙但是在整体上可以有效反映整个FSS的电路特性。该方法采用起来效率较高，难度较低，因此在本课题中将会使用等效电路法对FSS的结构进行简单的分析总结。
可重构FSS是指可以通过外在激励控制FSS谐振特性的单元结构。一般的FSS的谐振特性不能改变，面对变化的电磁环境，可重构FSS可以根据变化的电磁特性，改变适合的带宽，谐振频率或则谐振特性。可重构FSS可以更好地适应复杂的电磁环境，这对实际的FSS应用有着更高的价值。一般可重构FSS主要在FSS中添加电控元件来实现通过外在激励改变FSS的谐振特性[12]。据控制方式的不同，大致可分机械式和电控式可重构FSS。一般而言，机械式可重构FSS是通过改变FSS的单元结构形状或尺寸来实现FSS的滤波特性变化。而电控式可重构FSS则是在FSS的单元结构中加载有源器件来改变FSS等效的电感或电容来实现FSS的滤波特性变化。2013年S.N.Azemi等人设计了一种机械式可重构FSS，他们利用改变金属谐振螺旋结构中的高度，来实现FS的谐振特性的连续变化[13]。2015年Mojataba Safari设计了一种X波段的基于MEMS悬臂高度调控的可重构FSS[14]。2016年Amir Ebrahimi等学者设计了一种加载变容二极管的可重构FSS[15]，该结构通过在中间层的金属网格中添加变容二极管来实现谐振特性的变化。
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