CN117941178A - 一种可调天线阵列及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种可调天线阵列及电子设备，该可调天线阵列包括：相对设置的第一基底和第二基底，以及呈阵列排布的多个天线子阵；其中，所述多个天线子阵中至少部分天线子阵包括移相器、功分馈电网络和多个辐射单元；所述移相器和所述功分馈电网络位于所述第一基底和所述第二基底之间，所述多个辐射单元中的至少部分辐射单元通过所述功分馈电网络与所述移相器连接，所述多个辐射单元对应的天线图案至少包括位于所述第二基底背离所述第一基底的一侧的部分图案，所述功分馈电网络在所述第一基底上的正投影面积小于所述移相器在所述第一基底上的正投影面积。

Description

一种可调天线阵列及电子设备 技术领域

本公开涉及通信技术领域，特别涉及一种可调天线阵列及电子设备。

背景技术

在双极化或多极化天线阵列设计中，一个天线单元中可以同时实现多个极化模式。其中，基于双极化模式的双极化天线，因其能够同时发射两个极化正交的电磁波信号，且二者之间的干扰很小，易于双工操作等优点，逐渐成为无线通信系统中不可或缺的组成部分，影响着通信系统性能的优劣。

在实际的双极化液晶天线单元及阵列设计中，由于极化模式的倍增，天线单元对应的移相器数量也会成倍增加，由此带来了器件摆放空间不足的问题，大大提升了设计布局复杂性；此外，相应的控制线路和驱动电路的倍增也增加了控制系统的复杂性。由此带来的诸多问题亟待解决。

发明内容

本公开提供了一种可调天线阵列及电子设备，具体方案如下：

本公开实施例提供了一种可调天线阵列，其中，包括：

相对设置的第一基底和第二基底，以及呈阵列排布的多个天线子阵；

其中，所述多个天线子阵中至少部分天线子阵包括移相器、功分馈电网络和多个辐射单元；所述移相器和所述功分馈电网络位于所述第一基底和所述第二基底之间，所述多个辐射单元中的至少部分辐射单元通过所述功分馈电网络与所述移相器连接，所述多个辐射单元对应的天线图案至少包括位于所述第二基底背离所述第一基底的一侧的部分图案，所述功分馈电网络在所述第一基底上的正投影面积小于所述移相器在所述第一基底上的正投影面积。

可选地，在本公开实施例中，所述功分馈电网络的输入端口与所述移相器连接，所述功分馈电网络的多个输出端口分别与相应的所述辐射单元一一 对应设置。

所述多个辐射单元不少于三个，所述功分馈电网络不少于两个，各个所述功分馈电网络的输出端口的个数小于所述多个辐射单元的个数。

可选地，在本公开实施例中，一个所述功分馈电网络中各输出端口的线长和线宽相等。

可选地，在本公开实施例中，各所述功分馈电网络的输出端口个数相等。

可选地，在本公开实施例中，所述功分馈电网络包括第一级功分馈电网络和第二级功分馈电网络，所述第一级功分馈电网络的输出端口与所述多个辐射单元连接，所述第一级功分馈电网络的输入端口与所述第二级功分馈电网络的输出端口连接，所述第二级功分馈电网络的输入端口与所述移相器连接。

可选地，在本公开实施例中，所述第一级功分馈电网络和所述第二级功分馈电网络的输出端口均为两个。

可选地，在本公开实施例中，所述多个辐射单元为偶数个，每两个所述辐射单元与一个所述第一级功分馈电网络的输出端口分别连接。

可选地，在本公开实施例中，所述多个辐射单元为四个，所述第一级功分馈电网络为两个，所述第二级功分馈电网络为一个，其中相邻两个所述辐射单元与一个所述第一级功分馈电网络的输出端口分别连接，另外相邻两个所述辐射单元与另一个所述第一级功分馈电网络的输出端口分别连接，两个所述第一级功分馈电网络的输入端口与所述第二级功分馈电网络的输出端口分别连接。

可选地，在本公开实施例中，所述多个辐射单元为四个，所述第一级功分馈电网络为一个，所述第二级功分馈电网络为一个，其中相邻两个所述辐射单元与所述第一级功分馈电网络的输出端口分别连接，所述第一级功分馈电网络的输入端口和余下两个所述辐射单元中的一个，与所述第二级功分馈电网络的输出端口分别连接，余下两个所述辐射单元中的另一个与另一移相器直接连接。

可选地，在本公开实施例中，所述多个辐射单元为奇数个，每两个所述辐射单元与所述第一级功分馈电网络的输出端口分别连接，余下的一个所述辐射单元与所述第二级功分馈电网络的输出端口连接。

可选地，在本公开实施例中，所述多个辐射单元为三个，所述第一级功分馈电网络为一个，所述第二级功分馈电网络为一个，其中相邻两个所述辐射单元与所述第一级功分馈电网络的输出端口分别连接，所述第一级功分馈电网络的输入端口和余下的一个所述辐射单元，与所述第二级功分馈电网络的输出端口分别连接。

可选地，在本公开实施例中，所述多个辐射单元并排排布。

可选地，在本公开实施例中，所述多个辐射单元呈阵列排布。

可选地，在本公开实施例中，各个所述辐射单元为极化方向相同的单极化结构，所述单极化结构包括垂直极化、水平极化、+45°极化、-45°极化、右旋圆极化和左旋圆极化中的任一种。

可选地，在本公开实施例中，各个所述辐射单元为包括两个不同的极化方向的双极化结构，所述双极化结构包括垂直和水平双极化、±45°双极化、左右双圆极化中的任一种。

可选地，在本公开实施例中，所述多个辐射单元包括第一辐射单元和第二辐射单元、所述功分馈电网络包括第一功分馈电网络和第二功分馈电网络，所述移相器包括第一移相器和第二移相器，所述第一功分馈电网络的输出端口分别与所述第一辐射单元和所述第二辐射单元连接，且所述第一功分馈电网络的输入端口通过第一馈线与所述第一移相器连接，所述第二功分馈电网络的输出端口分别与所述第一辐射单元和所述第二辐射单元连接，且所述第二功分馈电网络的输入端口通过第二馈线与所述第二移相器连接。

可选地，在本公开实施例中，所述第一移相器、所述第一馈线、所述第一功分馈电网络、所述第二移相器、所述第二馈线以及所述第二功分馈电网络，由位于同一基底的金属膜层图案同层且等厚度制作而成。

可选地，在本公开实施例中，还包括位于所述第一基底背离所述第二基 底一侧的接地电极，且各个所述辐射单元在所述第一基底上的正投影完全落入所述接地电极在所述第一基底上的正投影的区域范围内，以使所述可调天线阵列在所述第二基底背离所述第一基底一侧接收到的电磁波信号经由所述接地电极从同侧反射出去。

可选地，在本公开实施例中，所述天线图案还包括位于所述第一基底背离所述第二基底一侧的另一部分图案，所述另一部分图案和所述部分图案在所述第一基底上的正投影至少部分交叠，以使所述可调天线阵列在所述第二基底背离所述第一基底一侧接收到的电磁波信号，从所述第一基底背离所述第二基底的一侧透射出去。

相应地，本公开实施例提供了一种电子设备，其中，包括：

如上面任一项所述的可调天线阵列。

附图说明

图1为相关技术中四个天线单元组成的2*2天线阵列的其中一种俯视结构示意图；

图2为图1对应的其中一种剖面结构示意图；

图3为本公开实施例提供的一种可调天线阵列的其中一种俯视结构示意图；

图4为图3相应的其中一种剖面结构示意图；

图5为图3相应的其中一种剖面结构示意图；

图6为本公开实施例提供的一种可调天线阵列中天线子阵的其中一种俯视结构示意图；

图7为本公开实施例提供的一种可调天线阵列的中天线子阵的其中一种俯视结构示意图；

图8为本公开实施例提供的一种可调天线阵列的中天线子阵的其中一种俯视结构示意图；

图9为本公开实施例提供的一种可调天线阵列的中天线子阵的其中一种 俯视结构示意图；

图10为本公开实施例提供的一种可调天线阵列的中天线子阵的其中一种俯视结构示意图；

图11为本公开实施例提供的一种可调天线阵列的其中一种俯视结构示意图；

图12为本公开实施例提供的一种可调天线阵列的其中一种俯视结构示意图；

图13为本公开实施例提供的一种可调天线阵列的中天线子阵的其中一种俯视结构示意图；

图14为本公开实施例提供的一种可调天线阵列的中天线子阵的其中一种俯视结构示意图；

图15为本公开实施例提供的一种可调天线阵列的中天线子阵的其中一种俯视结构示意图；

图16为本公开实施例提供的一种可调天线阵列的中天线子阵的其中一种俯视结构示意图；

图17为本公开实施例提供的一种可调天线阵列的中天线子阵的其中一种俯视结构示意图；

图18为本公开实施例提供的一种可调天线阵列的中天线子阵的其中一种俯视结构示意图；

图19为本公开实施例提供的一种可调天线阵列的中天线子阵的其中一种俯视结构示意图；

图20为本公开实施例提供的一种可调天线阵列的中天线子阵的其中一种俯视结构示意图；

图21为本公开实施例提供的一种可调天线阵列的中天线子阵的其中一种俯视结构示意图；

图22为图19至图21中任一种结构对应的其中一种剖面结构示意图；

图23为图19至图21中任一种结构对应的其中一种剖面结构示意图；

图24为本公开实施例提供的可调天线阵列为反射式天线阵列的其中一种剖面结构示意图；

图25为本公开实施例提供的可调天线阵列为透射式天线阵列的其中一种剖面结构示意图；

图26为本公开实施例提供的一种电子设备的其中一种结构示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。并且在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

在相关技术中，图1所示为四个天线单元组成的2*2天线阵列的其中一种俯视结构示意图。其中，天线单元01的尺寸为a*b，a＝0.25λ，b＝0.25λ，λ为相应天线阵列中心工作频点对应的波长。天线单元01横向间距和纵向间距均为0.5λ。其中，每个天线单元01对应一个移相器02，且天线单元01与相应的移相器02通过馈线03耦接，从而使得移相器02一对一驱动天线单元01。同时，每个移相器02均需耦接控制线04进行驱动控制。图2所示为图1对应的一种剖面结构示意图，其中，05表示上基板，06表示下基板，07表示地板，结合图1所示，在实际布局中，该2*2天线阵列内需在考虑天线单元01横向间距与纵向间距的同时，在λ*λ的空间内排布4个移相器02，4组馈线03以及4组控制线04。特别是在单个移相器02尺寸较大时，这对于天线 单元01的设计和阵列的摆放布局都是一个挑战，需要兼顾天线单元01与移相器02的性能连接，馈线03与移相器02之间性能影响，多条控制线04的走线布局等多方面因素，设计受制；一旦阵列规模进一步增大，难度更大。

有鉴于此，本公开实施例提供了一种可调天线阵列及电子设备，用于节省布局空间。

结合图3和图4所示，本公开实施例提供了一种可调天线阵列。其中，图3为该可调天线阵列的其中一种俯视结构示意图，图4为图3相应的其中一种剖面结构示意图。具体来讲，该可调天线阵列包括：

相对设置的第一基底10和第二基底20，以及呈阵列排布的多个天线子阵30；

其中，所述多个天线子阵30中至少部分天线子阵30包括移相器40、功分馈电网络50和多个辐射单元60；所述移相器40和所述功分馈电网络50位于所述第一基底10和所述第二基底20之间，所述多个辐射单元60中的至少部分辐射单元60通过所述功分馈电网络50与所述移相器40连接，所述多个辐射单元60对应的天线图案至少包括位于所述第二基底20背离所述第一基底10的一侧的部分图案，所述功分馈电网络50在所述第一基底10上的正投影面积小于所述移相器40在所述第一基底10上的正投影面积。

在具体实施过程中，该可调天线阵列包括相对设置的第一基底10和第二基底20，以及呈阵列排布的多个天线子阵30。其中，第一基底10和第二基底20可以为玻璃基板，还可以为聚酰亚胺(Polyimide，PI)，还可以为液晶高分子聚合物(Liquid Crystal Polymer，LCP)，还可以为印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)，还可以为陶瓷等。当然，还可以根据实际应用需要来设置第一基底10和第二基底20，在此不做限定。此外，可以根据实际应用需要来设置多个天线子阵30的具体数量，在此不做限定。

多个天线子阵30中至少部分天线子阵30包括移相器40、功分馈电网络50和多个辐射单元60，其中，移相器40的个数可以为一个，还可以为多个。功分馈电网络50的个数可以为一个，还可以为多个。对于移相器40和功分 馈电网络50的具体个数，可以根据实际天线子阵30中多个辐射单元60的具体个数来设置，在此不做限定。图3中示意出了，可调天线阵列包括阵列排布的两个天线子阵30，其中各个天线子阵30中均设置有两个辐射单元60、一个功分馈电网络50和一个移相器40的情况，但并不仅限于此。其中，移相器40和功分馈电网络50位于第一基底10和第二基底20之间，多个辐射单元60中的至少部分辐射单元60通过功分馈电网络50与移相器40连接。由于功分馈电网络50可以将通过移相器40输入其内的信号分为多路，并分别提供给相应的辐射单元60，这样的话，即便辐射单元60个数较多且数量一定时，可以在一定程度上减少移相器40的设置个数。此外，功分馈电网络50在第一基底10上的正投影面积小于移相器40在第一基底10上的正投影面积。也就是说，尽管可调天线阵列中增加了功分馈电网络50，可以将功分馈电网络50设计为尺寸远小于单个移相器40的情况。这样的话，在减少移相器40设置个数的同时，有效节省了可调天线阵列的布局空间。

需要说明的是，功分馈电网络50实质上为可调天线阵列中除移相器40和功分馈电网络50之外的馈线的一部分。相应地，功分馈电网络50在第一基底10上的正投影面积实质上为该部分馈线在平行于第一基板10所在平面的截面形状的面积。其中，该部分馈线的截面形状的宽度远小于移相器40和功分馈电网络50在平行于第一基板10所在平面的截面形状的宽度，该部分馈线的截面形状在第一基底10上的正投影面积远小于移相器40在第一基底10上的正投影面积。

此外，需要注意的是，图4中只是简单地示意出了可调天线阵列中各器件之间的位置关系。对于本公开实施例所提及的附图，其中各图形的尺寸和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本公开内容。并且自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

在其中一种示例性实施例中，至少部分辐射单元60以及与至少部分辐射单元60连接的功分馈电网络50的输出端口，二者在第一基底10上的正投影至少部分交叠。在其中一种示例性实施例中，如图5所示，功分馈电网络50 的输出端口可以通过贯穿相应基板的(Through Glass Via，TGV)过孔(H)与至少部分辐射单元60直接电连接。在其中一种示例性实施例中，功分馈电网络50的输出端口可以与至少部分辐射单元60耦接。当然，还可以根据实际应用需要来设置功分馈电网络50与至少部分辐射单元60之间的连接方式，在此不做限定。

在具体实施过程中，多个辐射单元60对应的天线图案至少包括位于第二基底20背离第一基底10的一侧的部分图案。在其中一种示例性实施例中，如图3所示，多个辐射单元60对应的天线图案包括位于第二基底20背离第一基底10的一侧的部分图案。在其中一种示例性实施例中，多个辐射单元60对应的天线图案不仅包括位于第二基底20背离第一基底10的一侧的部分图案，而且还包括位于第一基底10背离第二基底20一侧的部分图案，从而提高了相应天线子阵30的辐射范围。

需要说明的是，可调天线阵列中天线子阵30内各单元的位置关系可以是如下面所示的几种情况。

在具体实施过程中，天线子阵30包括Q个辐射单元60时，该天线子阵30内的移相器40的数量和与移相器40连接的控制线400的数量均可以减少为原来的1/Q，其中，Q为大于1的正整数。下面以各个辐射单元60的尺寸为a*b，a＝0.25λ，b＝0.25λ，λ为可调天线阵列的中心工作频点对应的波长，相邻两辐射单元60的横向间距和纵向间距均为0.5λ为例对天线子阵30内各单元的位置关系以及所适用的应用场景进行解释说明。

比如，天线子阵30包括纵向排布的m个辐射单元60，m为大于1的正整数，此时，纵向上相邻天线子阵30之间的间距可以为m*0.5*λ。若各个辐射单元60的馈源信号保持一致，则可调天线阵列在纵向上的扫描角度相较于图1所示的一个子阵内一个辐射单元60来说有所减小，相应地，可以将该可调天线阵列应用于对纵向扫描性能要求低的电子设备中。

再比如，天线子阵30包括横向排布的n个辐射单元60，n为大于1的正整数，此时，横向上相邻天线子阵30间的间距可以为n*0.5*λ。若各个辐射 单元60的馈源信号保持一致，则可调天线阵列在横向上的扫描角度相较于图1所示的一个子阵内一个辐射单元60来说有所减小，相应地，可以将该可调天线阵列应用于对横向扫描性能要求较低的电子设备中。

再比如，天线子阵30内的Q个辐射单元60不是m*n的矩形排布时，若各个辐射单元60的馈源信号保持一致，此时，不同子阵间单元的馈源信号可以产生特定的性能差异，可以保证可调天线阵列对应的特定的产品性能。

再比如，天线子阵30内的Q个辐射单元60所对应的总的功分馈电网络50可以由1分Q功分馈电网络加馈线600组成，其中，1分Q功分馈电网络可以不断由数个1分2功分馈电网络连接而成，而且，根据相应功分馈电网络50端的阻抗匹配设计需求，不对称位置上的1分2功分馈电网络的线宽与线长可以存在差异。

在本公开实施例中，可调天线阵列中的天线子阵30的排布和驱动方式可以为多种形式，主要体现在天线子阵30内连接的辐射单元60的数量，天线子阵30内各单元之间的连接关系以及位置关系。在其中一种示例性实施例中，所述功分馈电网络50的输入端口501与所述移相器40连接，所述功分馈电网络50的多个输出端口502分别与相应的所述辐射单元60一一对应设置。

在具体实施过程中，功分馈电网络50的输入端口501与移相器40之间可以是按照电连接的方式连接，还可以是按照耦接的方式连接，在此不做限定。在其中一种示例性实施例中，功分馈电网络50的多个输出端口502可以分别与相应的辐射单元60一一对应设置，相应地，多个输出端口502的个数和多个辐射单元60的个数相等。

在其中一种示例性实施例中，如图6所示为可调天线阵列中天线子阵30的其中一种俯视结构示意图，多个辐射单元60为两个，功分馈电网络50为一个，功分馈电网络50的输出端口502为两个，移相器40为一个。由于该功分馈电网络50包括两个输出端口502，这两个输出端口502与两个辐射单元60分别连接，这样的话，经移相器40输入至该功分馈电网络50的输入端口501的信号，经其两个输出端口502分别输出两路信号，这两路信号可以 分别提供给相应的辐射单元60。此外，对于多个输出端口502的个数，还可以根据实际应用中多个辐射单元60的具体个数来设置。比如，三个辐射单元60与功分馈电网络50的三个输出端口502连接。再比如，四个辐射单元60与功分馈电网络50的四个输出端口502连接。下面以图3所示为例，对功分馈电网络50的多个输出端口502分别与相应的辐射单元60一一对应设置的情况进行说明。图3所示的可调天线阵列实质上为四个辐射单元60所组成的2*2的阵列。该阵列中只需放置两个移相器40。与图1相比，在单个天线单元与单个辐射单元60尺寸相同，单个移相器40尺寸相同时，由于移相器40数量减少一半，与移相器40连接的控制线400的数量也减少了一半，从而节省了布局空间。

在其中一种示例性实施例中，结合图7至图9所示，所述多个辐射单元60不少于三个，所述功分馈电网络50不少于两个，各个所述功分馈电网络50的输出端口502的个数小于所述多个辐射单元60的个数。

在具体实施过程中，多个辐射单元60的个数可以是三个，还可以是大于三个，可以根据实际应用需要来设置多个辐射单元60的个数，在此不做限定。功分馈电网络50不少于两个，功分馈电网络50的个数可以是两个，还可以是大于两个，可以根据实际应用需要来设置功分馈电网络50的个数，在此不做限定。各个功分馈电网络50的输出端口502个数小于多个辐射单元60的个数。在其中一种示例性实施例中，各个功分馈电网络50的输出端口502均为两个，多个辐射单元60为三个。在其中一种示例性实施例中，多个功分馈电网络50的输出端口502中有的为两个，有的为三个，辐射单元60为五个。当然，可以根据可调天线阵列的性能需求来设置各个功分馈电网络50的输出端口502个数，在此不做限定。

在本公开实施例中，结合图3至图10所示，一个所述功分馈电网络50中各输出端口502的线长和线宽相等。这样的话，可以保证相应的功分馈电网络50物理结构和各输出端口502的电性能保持一致，实现各输出端口502对相应辐射单元60的等效驱动。

在本公开实施例中，结合图3至图10所示，各所述功分馈电网络50的输出端口502个数相等。比如，各功分馈电网络50的输出端口502个数均为两个。再比如，各功分馈电网络50的输出端口502个数均为三个。对于各功分馈电网络50的输出端口502的具体个数，可以根据实际应用需要来设置，在此不做限定。

在本公开实施例中，结合图3至图10所示，所述功分馈电网络50包括第一级功分馈电网络70和第二级功分馈电网络80，所述第一级功分馈电网络70的输出端口502与所述多个辐射单元60连接，所述第一级功分馈电网络70的输入端口501与所述第二级功分馈电网络80的输出端口502连接，所述第二级功分馈电网络80的输入端口501与所述移相器40连接。

在具体实施过程中，功分馈电网络50可以包括第一级功分馈电网络70和第二级功分馈电网络80。其中，第一级功分馈电网络70可以是一个，还可以是多个。第二级功分馈电网络80可以是一个，还可以是多个。对于第一级功分馈电网络70和第二级功分馈电网络80的具体个数，可以根据实际应用需要来设置，在此不做限定。此外，第一级功分馈电网络70的输出端口502与多个辐射单元60连接，第一级功分馈电网络70的输入端口501与第二级功分馈电网络80的输出端口502连接，第二级功分馈电网络80的输入端口501与移相器40连接。在其中一种示例性实施例中，各级功分馈电网络之间可以是按照电连接的方式连接，还可以是按照耦接的方式连接。此外，相应级功分馈电网络与移相器40之间可以是按照电连接的方式连接，还可以是按照耦接的方式连接，在此不做限定。这样的话，经移相器40输入至第二级功分馈电网络80的输入端口501的信号，先从第二级功分馈电网络80的输出端口502输出各路信号，然后，将各路信号输入第一级功分馈电网络70的输入端口501，然后，经由第一级功分馈电网络70的各输出端口502输出各路信号至相应的辐射单元60，从而保证了对多个辐射单元60的驱动，保证了可调天线阵列的使用性能。

在其中一种示例性实施例中，结合图3至图10所示，所述第一级功分馈 电网络70和所述第二级功分馈电网络80的输出端口502均为两个。相应地，第一级功分馈电网络70和第二级功分馈电网络80均为一驱二功分馈电网络。

结合图7至图9所示，所述多个辐射单元60为偶数个，每两个所述辐射单元60与一个所述第一级功分馈电网络70的输出端口502分别连接。

结合图7和图8所示，所述多个辐射单元60为四个，所述第一级功分馈电网络70为两个，所述第二级功分馈电网络80为一个，其中相邻两个所述辐射单元60与一个所述第一级功分馈电网络70的输出端口502分别连接，另外相邻两个所述辐射单元60与另一个所述第一级功分馈电网络70的输出端口502分别连接，两个所述第一级功分馈电网络70的输入端口501与所述第二级功分馈电网络80的输出端口502分别连接。

仍结合图7所示，该子阵设置有四个辐射单元60、两个第一级功分馈电网络70、一个第二级功分馈电网络80和一个移相器40。其中，四个辐射单元60沿同一方向横向排布。其中相邻两个辐射单元60与一个第一级功分馈电网络70的输出端口502分别连接，另外相邻两个辐射单元60与另一个第一级功分馈电网络70的输出端口502分别连接。在具体实施过程中，各第一级功分馈电网络70中各输出端口502的线长和线宽相等，从而保证了各输出端口502的电性能的一致性，提高了可调天线阵列的使用性能。此外，两个第一级功分馈电网络70的输入端口501与第二级功分馈电网络80的输出端口502分别连接。在其中一种示例性实施例中，两个第一级功分馈电网络70的输入端口501与第二级功分馈电网络80的输出端口502可以按照电连接的方式分别连接；在其中一种示例性实施例中，两个第一级功分馈电网络70的输入端口501与第二级功分馈电网络80的输出端口502可以按照耦接的方式分别连接。其中，各第二级功分馈电网络80中各输出端口502的线长和线宽相等，从而保证了各输出端口502的电性能的一致性，提高了可调天线阵列的使用性能。

仍结合图8所示，该子阵设置有四个辐射单元60、两个第一级功分馈电网络70、一个第二级功分馈电网络80和一个移相器40。其中四个辐射单元 60呈2*2的阵列排布。结合图9所示，所述多个辐射单元60为四个，所述第一级功分馈电网络70为一个，所述第二级功分馈电网络80为一个，其中相邻两个所述辐射单元60与所述第一级功分馈电网络70的输出端口502分别连接，所述第一级功分馈电网络70的输入端口501和余下两个所述辐射单元60中的一个，与所述第二级功分馈电网络80的输出端口502分别连接，余下两个所述辐射单元60中的另一个与另一移相器40直接连接。

仍结合图9所示，该子阵设置有四个辐射单元60、一个第一级功分馈电网络70、一个第二级功分馈电网络80和两个移相器40。其中，四个辐射单元60呈2*2的阵列排布。其中相邻两个辐射单元60与第一级功分馈电网络70的输出端口502分别连接，第一级功分馈电网络70的输入端口501与余下两个辐射单元60中的一个，与第二级功分馈电网络80的输出端口502分别连接。在其中一种示例性实施例中，第一级功分馈电网络70的输入端口501可以与第二级功分馈电网络的其中一个输出端口以电连接的方式连接，且余下两个辐射单元60中的一个与第二级功分馈电网络80的输出端口502以耦接的方式连接。这样的话，经移相器40输入至第二级功分馈电网络80的输入端口501的信号，由该第二级功分馈电网络80的两个输出端口502分别输入至第一级功分馈电网络70的输入端口501以及相应的辐射单元60；然后，输入至第一级功分馈电网络70的输入端口501的信号，经由该第一级功分馈电网络70的两个输出端口502输入至相应的辐射单元60；与另一移相器40直接耦接的辐射单元60，可以直接接收来自该另一移相器的信号。如此一来，在节省布局空间的同时，保证了子阵结构的灵活设计，提高了可调相控阵的使用性能。

在本公开实施例中，结合图10所示，所述多个辐射单元60为奇数个，每两个所述辐射单元60与所述第一级功分馈电网络70的输出端口502分别连接，余下的一个所述辐射单元60与所述第二级功分馈电网络80的输出端口502连接。

仍结合图10所示，所述多个辐射单元60为三个，所述第一级功分馈电 网络70为一个，所述第二级功分馈电网络80为一个，其中相邻两个所述辐射单元60与所述第一级功分馈电网络70的输出端口502分别连接，所述第一级功分馈电网络70的输入端口501和余下的一个所述辐射单元60，与所述第二级功分馈电网络80的输出端口502分别连接。

仍结合图10所示，该子阵包括三个辐射单元60、一个第一级功分馈电网络70、一个第二级功分馈电网络80和一个移相器40。其中，三个辐射单元60沿同一方向横向排布。其中相邻两个辐射单元60与第一级功分馈电网络70的输出端口502分别连接，第一级功分馈电网络70的输入端口501和余下的一个辐射单元60，与第二级功分馈电网络80的输出端口502分别连接。在其中一种示例性实施例中，第一级功分馈电网络70的输入端口501与第二级功分馈电网络80的其中一个输出端口502以电连接的方式连接，余下的一个辐射单元60与第二级功分馈电网络80的输出端口502以耦接的方式连接。此外，第二级功分馈电网络80的输入端口501与移相器40耦接。这样的话，移相器40输入至第二级功分馈电网络80的输入端口501的信号，经由第二级功分馈电网络80的两个输出端口502分别输入至相应的辐射单元60和第一级功分馈电网络70的输入端口501；然后，经由第一级功分馈电网络70的两个输出端口502输入至相应的两个辐射单元60。如此一来，在节省布局空间的同时，保证了可调天线阵列的使用性能。

需要说明的是，在同一天线子阵30中，与移相器40耦接的控制线400的厚度，可以是小于移相器40、功分馈电网络50和馈线600对应金属膜层的厚度，控制线400的数量取决于移相器40的数量，通常控制线400的数量和移相器40的数量保持一致，通过控制线400可以向相应的移相器40提供驱动信号，从而实现对移相器40的移相度的调整。控制线400的材料可以为氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)，在兼顾天线子阵30光透过率的同时保证了对移相器的驱动能力。

此外，在天线子阵30的排布和驱动形式确定之后，可以对多个天线子阵30进行排布，从而形成所需的阵列。对于同一天线子阵30，可以横向拓展M 个，纵向拓展N个，其中，每个天线子阵30内包括Q个辐射单元60，从而形成了由M*N个天线子阵30组成的包括有M*N*Q个辐射单元60的大阵列。此外，还可以根据实际应用需要采用数个不同的天线子阵30自由组合呈各种形成的大阵列。

在其中一种示例性实施例中，所述多个辐射单元60并排排布。如图11所示为该阵列排布的其中一种俯视结构示意图，在该实施例中，该阵列包括呈阵列排布的3*3个天线子阵30。其中，每个天线子阵30包括并排排布的两个辐射单元60，该阵列共包括3*3*2个辐射单元60。

在其中一种示例性实施例中，所述多个辐射单元60呈阵列排布。如图12所示为该阵列排布的其中一种俯视结构示意图，在该实施例中，该阵列包括呈阵列排布的3*3个天线子阵30，每个天线子阵30包括四个阵列排布的辐射单元60。

当然，除了上述提及的阵列排布方式之外，还可以根据实际应用需要来排布阵列中的各个子阵以及天线子阵30中的各个辐射单元60，在此不做详述。在本公开实施例中，组成天线子阵30和阵列的辐射单元60可以有多种极化形式。在其中一种示例性实施例中，结合图13至图18所示，各个所述辐射单元60为极化方向相同的单极化结构，所述单极化结构包括垂直极化、水平极化、+45°极化、-45°极化、右旋圆极化和左旋圆极化中的任一种。其中，以一个天线子阵30为例，如图13所示为子阵中两个辐射单元60均为垂直极化的其中一种结构示意图；如图14所示为子阵中两个辐射单元60均为水平极化的其中一种结构示意图；如图15所示为子阵中两个辐射单元60均为+45°极化的其中一种结构示意图；如图16所示为子阵中两个辐射单元60均为﹣45°极化的其中一种结构示意图；如图17所示为子阵中两个辐射单元60均为右旋圆极化的其中一种结构示意图；如图18所示为子阵中两个辐射单元60均为左旋圆极化的其中一种结构示意图。其中，图中箭头表示相应辐射单元60的极化方向。

在其中一种示例性实施例中，以一个天线子阵30为例，结合图19至图 21所示，各个所述辐射单元60为包括两个不同的极化方向的双极化结构，所述双极化结构包括垂直和水平双极化、±45°双极化、左右双圆极化中的任一种。其中，如图19所示为子阵中两个辐射单元60均为垂直和水平双极化的其中一种结构示意图；如图20所示为子阵中两个辐射单元60均为±45°双极化的其中一种结构示意图；如图21所示为子阵中两个辐射单元60均为左右双圆极化的其中一种结构示意图。

在具体实施过程中，可调天线阵列中各个辐射单元60为包括两个不同的极化方向的双极化结构。在其中一种示例性实施例中，所述多个辐射单元60包括第一辐射单元601和第二辐射单元602、所述功分馈电网络50包括第一功分馈电网络90和第二功分馈电网络100，所述移相器40包括第一移相器110和第二移相器120，所述第一功分馈电网络90的输出端口502分别与所述第一辐射单元601和所述第二辐射单元602连接，且所述第一功分馈电网络90的输入端口501通过第一馈线130与所述第一移相器110连接，所述第二功分馈电网络100的输出端口502分别与所述第一辐射单元601和所述第二辐射单元602连接，且所述第二功分馈电网络100的输入端口501通过第二馈线140与所述第二移相器120连接。

在其中一种示例性实施例中，所述第一功分馈电网络90的输入端口501通过第一馈线130与所述第一移相器110以电连接的方式连接，且所述第二功分馈电网络100的输入端口501通过第二馈线140与所述第二移相器120以电连接的方式连接。在其中一种示例性实施例中，所述第一功分馈电网络90的输入端口501通过第一馈线130与所述第一移相器110以耦接的方式连接，且所述第二功分馈电网络100的输入端口501通过第二馈线140与所述第二移相器120以耦接的方式连接。在其中一种示例性实施例中，所述第一功分馈电网络90的输入端口501通过第一馈线130与所述第一移相器110以耦接的方式连接，且所述第二功分馈电网络100的输入端口501通过第二馈线140与所述第二移相器120以电连接的方式连接。当然，可以根据实际应用需要来设置功分馈电网络与相应移相器之间的连接方式，在此不做限定。

仍结合图19至图21所示，可调天线阵列中的天线子阵30设置有第一辐射单元601和第二辐射单元602在内的两个辐射单元，第一功分馈电网络90和第二功分馈电网络100在内的两个功分馈电网络，第一移相器110和第二移相器120在内的两个移相器；该子阵中各个单元间的耦接关系可以为，第一功分馈电网络90的输出端口502分别与第一辐射单元601和第二辐射单元602耦接，而且第一功分馈电网络90的输入端口501可以通过第一馈线130与第一移相器110连接，第二功分馈电网络100的输出端口502可以分别与第一辐射单元601和第二辐射单元602耦接，而且第二功分馈电网络100的输入端口501通过第二馈线140与第二移相器120连接。这样的话，即便是由双极化结构组成的子阵，由于整个子阵一共需要两个功分馈电网络和两个移相器，从而节省了布局空间。

仍以图19至图21所示的实施例为例，所述第一移相器110、所述第一馈线130、所述第一功分馈电网络90、所述第二移相器120、所述第二馈线140以及所述第二功分馈电网络100，由位于同一基底的金属膜层图案同层且等厚度制作而成。其中，金属膜层的材质可以为铜(Cu)、银(Ag)、铝(Al)等。如此一来，降低了子阵的制作成本，提高了可调天线阵列的制作效率。如图22所示为图19至图21中任一种结构对应的其中一种剖面结构示意图，如图23所示为图19至图21中任一种结构对应的其中一种剖面结构示意图。在其中一种示例性实施例中，结合图22所示，与第一辐射单元601耦接的各单元，和与第二辐射单元602耦接的各单元结构上对称设置。相应地，第一移相器110与第二移相器120的包括线宽和线长在内的结构参数相同；第一馈线130与第二馈线140在同一基底上的包括线宽和线长在内的结构参数相同；第一功分馈电网络90与第二功分馈电网络100在同一基底上的包括线宽和线长在内的结构参数相同。

在其中一种示例性实施例中，结合图23所示，与第一辐射单元601耦接的各单元，和与第二辐射单元602耦接的各单元结构上非对称设置。相应地，各辐射单元对应的同种性能的单元的结构参数可以不同。比如，第一馈线130 与第二馈线140在同一基底上的包括线宽和线长在内的结构参数不同。如图23所示，第一馈线130的线宽小于第二馈线140的线宽。

在其中一种示例性实施例中，如图24所示，本公开实施例提供的可调天线阵列可以为反射式天线阵列。具体来讲，该可调天线阵列还包括位于所述第一基底10背离所述第二基底20一侧的接地电极150，且各个所述辐射单元在所述第一基底10上的正投影完全落入所述接地电极150在所述第一基底10上的正投影的区域范围内，以使所述可调天线阵列在所述第二基底20背离所述第一基底10一侧接收到的电磁波信号经由所述接地电极150从同侧反射出去。仍结合图24所示，可调天线阵列从第二基底20背离第一基底10一侧接收到的电磁波信号，因位于第一基底10背离第二基底20一侧的接地电极150，该电磁波信号将从同侧反射出去，其中，箭头所示方向表示电磁波信号的传播方向。如此一来，可以根据实际应用需要调整电磁波信号的传播方向，从而提高了可调天线阵列的使用性能。

在其中一种示例性实施例中，本公开实施例提供的可调天线阵列可以为透射式天线阵列。具体来讲，所述天线图案还包括位于所述第一基底10背离所述第二基底20一侧的另一部分图案，所述另一部分图案和所述部分图案在所述第一基底10上的正投影至少部分交叠，以使所述可调天线阵列在所述第二基底20背离所述第一基底10一侧接收到的电磁波信号，从所述第一基底10背离所述第二基底20的一侧透射出去。在具体实施过程中，天线图案还包括位于第一基底10背离第二基底20一侧的另一部分图案，该另一部分图案和位于第二基底20背离第一基底10一侧的部分图案在第一基底10上的正投影至少部分交叠。如图25所示为本公开实施例提供的可调天线阵列的其中一种剖面结构示意图，图中示意出了该天线图案中该另一部分图案和部分图案完全交叠的情况，且图中箭头所示方向表示电磁波信号的传播方向。如此一来，可调天线阵列在第二基底20背离第一基底10一侧所接收到的电磁波信号，可以从第一基底10背离第二基底20的一侧透射出去，从而保证了可调天线阵列的透射性能。

当然，可调天线阵列除了可以为上述提及反射式天线阵列和透射式天线阵列之外，还可以是可调相控阵天线阵列，当然，还可以根据实际应用需要选择其它方式来设置该可调天线阵列，在此不做限定。

需要说明的是，可调天线阵列中的移相器包括在同一基底上互不交叠的多个移相单元，各个移相单元包括设置在第一基底10面向第二基底20一侧的第一电极，设置在第二基底20面向第一基底10一侧的第二电极，以及位于第一电极和第二电极之间的中间介质层160。关于第一电极和第二电极的材料可以相同，也可以不同。比如，第一电极的材料可以是氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)、铜(Cu)或是银(Ag)等，第二电极的材料可以是氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)、铜(Cu)或是银(Ag)等。不同的材料其电导率不同，损耗也不一样。在实际应用中，可以根据对移相器40的移相度的实际需求来选择第一电极和第二电极的材料，在此不做限定。在其中一种示例性实施例中，该中间介质层160可以为液晶层，相应的移相器40为液晶移相器。该液晶层的液晶分子可以为正性液晶分子，还可以为负性液晶分子，在此不做限定。此外，中间介质层160靠近第一基底10的一侧以及靠近第二基底20的一侧均设置有绝缘层170，该绝缘层170可以为SiN，还可以为SiO，在此不做限定，从而有效避免了外界水氧对可调天线阵列中相关膜层的侵蚀，提高了可调天线阵列的使用性能。

此外，对于移相器40中的中间介质层160为液晶层的情况，可以通过预先设置配向层，使得液晶层中的液晶分子按照预设角度倾斜。这样的话，在通过控制线400向相关电极加载驱动电极之后，提高了液晶层的介电常数的调整效率，从而提高了移相效率。当然，还可以根据实际应用需要来设置可调天线阵列的其它膜层，具体可以参照相关技术中的具体技术实现，在此不做详述。

基于同一公开构思，如图26所示，本公开实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：

如上面任一项所述的可调天线阵列200。

尽管已描述了本公开的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本公开范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本公开进行各种改动和变型而不脱离本公开的精神和范围。这样，倘若本公开的这些修改和变型属于本公开权利要求及其等同技术的范围之内，则本公开也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (21)

1. 一种可调天线阵列，其中，包括：

   相对设置的第一基底和第二基底，以及呈阵列排布的多个天线子阵；

   其中，所述多个天线子阵中至少部分天线子阵包括移相器、功分馈电网络和多个辐射单元；所述移相器和所述功分馈电网络位于所述第一基底和所述第二基底之间，所述多个辐射单元中的至少部分辐射单元通过所述功分馈电网络与所述移相器连接，所述多个辐射单元对应的天线图案至少包括位于所述第二基底背离所述第一基底的一侧的部分图案，所述功分馈电网络在所述第一基底上的正投影面积小于所述移相器在所述第一基底上的正投影面积。
2. 如权利要求1所述的天线阵列，其中，所述功分馈电网络的输入端口与所述移相器连接，所述功分馈电网络的多个输出端口分别与相应的所述辐射单元一一对应设置。
3. 如权利要求1所述的天线阵列，其中，所述多个辐射单元不少于三个，所述功分馈电网络不少于两个，各个所述功分馈电网络的输出端口的个数小于所述多个辐射单元的个数。
4. 如权利要求2或3所述的天线阵列，其中，一个所述功分馈电网络中各输出端口的线长和线宽相等。
5. 如权利要求3所述的天线阵列，其中，各所述功分馈电网络的输出端口个数相等。
6. 如权利要求5所述的天线阵列，其中，所述功分馈电网络包括第一级功分馈电网络和第二级功分馈电网络，所述第一级功分馈电网络的输出端口与所述多个辐射单元连接，所述第一级功分馈电网络的输入端口与所述第二级功分馈电网络的输出端口连接，所述第二级功分馈电网络的输入端口与所述移相器连接。
7. 如权利要求6所述的天线阵列，其中，所述第一级功分馈电网络和所述第二级功分馈电网络的输出端口均为两个。
8. 如权利要求7所述的天线阵列，其中，所述多个辐射单元为偶数个，每两个所述辐射单元与一个所述第一级功分馈电网络的输出端口分别连接。
9. 如权利要求8所述的天线阵列，其中，所述多个辐射单元为四个，所述第一级功分馈电网络为两个，所述第二级功分馈电网络为一个，其中相邻两个所述辐射单元与一个所述第一级功分馈电网络的输出端口分别连接，另外相邻两个所述辐射单元与另一个所述第一级功分馈电网络的输出端口分别连接，两个所述第一级功分馈电网络的输入端口与所述第二级功分馈电网络的输出端口分别连接。
10. 如权利要求8所述的天线阵列，其中，所述多个辐射单元为四个，所述第一级功分馈电网络为一个，所述第二级功分馈电网络为一个，其中相邻两个所述辐射单元与所述第一级功分馈电网络的输出端口分别连接，所述第一级功分馈电网络的输入端口和余下两个所述辐射单元中的一个，与所述第二级功分馈电网络的输出端口分别连接，余下两个所述辐射单元中的另一个与另一移相器直接连接。
11. 如权利要求7所述的天线阵列，其中，所述多个辐射单元为奇数个，每两个所述辐射单元与所述第一级功分馈电网络的输出端口分别连接，余下的一个所述辐射单元与所述第二级功分馈电网络的输出端口连接。
12. 如权利要求11所述的天线阵列，其中，所述多个辐射单元为三个，所述第一级功分馈电网络为一个，所述第二级功分馈电网络为一个，其中相邻两个所述辐射单元与所述第一级功分馈电网络的输出端口分别连接，所述第一级功分馈电网络的输入端口和余下的一个所述辐射单元，与所述第二级功分馈电网络的输出端口分别连接。
13. 如权利要求1-12任一项所述的天线阵列，其中，所述多个辐射单元并排排布。
14. 如权利要求1-12任一项所述的天线阵列，其中，所述多个辐射单元呈阵列排布。
15. 如权利要求1-12任一项所述的天线阵列，其中，各个所述辐射单元 为极化方向相同的单极化结构，所述单极化结构包括垂直极化、水平极化、+45°极化、-45°极化、右旋圆极化和左旋圆极化中的任一种。
16. 如权利要求1-12任一项所述的天线阵列，其中，各个所述辐射单元为包括两个不同的极化方向的双极化结构，所述双极化结构包括垂直和水平双极化、±45°双极化、左右双圆极化中的任一种。
17. 如权利要求16所述的天线阵列，其中，所述多个辐射单元包括第一辐射单元和第二辐射单元、所述功分馈电网络包括第一功分馈电网络和第二功分馈电网络，所述移相器包括第一移相器和第二移相器，所述第一功分馈电网络的输出端口分别与所述第一辐射单元和所述第二辐射单元连接，且所述第一功分馈电网络的输入端口通过第一馈线与所述第一移相器连接，所述第二功分馈电网络的输出端口分别与所述第一辐射单元和所述第二辐射单元连接，且所述第二功分馈电网络的输入端口通过第二馈线与所述第二移相器连接。
18. 如权利要求17所述的天线阵列，其中，所述第一移相器、所述第一馈线、所述第一功分馈电网络、所述第二移相器、所述第二馈线以及所述第二功分馈电网络，由位于同一基底的金属膜层图案同层且等厚度制作而成。
19. 如权利要求1-18任一项所述的天线阵列，其中，还包括位于所述第一基底背离所述第二基底一侧的接地电极，且各个所述辐射单元在所述第一基底上的正投影完全落入所述接地电极在所述第一基底上的正投影的区域范围内，以使所述可调天线阵列在所述第二基底背离所述第一基底一侧接收到的电磁波信号经由所述接地电极从同侧反射出去。
20. 如权利要求1-18任一项所述的天线阵列，其中，所述天线图案还包括位于所述第一基底背离所述第二基底一侧的另一部分图案，所述另一部分图案和所述部分图案在所述第一基底上的正投影至少部分交叠，以使所述可调天线阵列在所述第二基底背离所述第一基底一侧接收到的电磁波信号，从所述第一基底背离所述第二基底的一侧透射出去。
21. 一种电子设备，其中，包括：

    如权利要求1-20任一项所述的可调天线阵列。