CN113451718B - 一种移相器及天线 - Google Patents
一种移相器及天线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113451718B CN113451718B CN202110736564.1A CN202110736564A CN113451718B CN 113451718 B CN113451718 B CN 113451718B CN 202110736564 A CN202110736564 A CN 202110736564A CN 113451718 B CN113451718 B CN 113451718B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- substrate
- microstrip line
- electrode
- liquid crystal
- phase shifter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 168
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims abstract description 115
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 45
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 claims description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract description 11
- 238000003780 insertion Methods 0.000 abstract description 7
- 230000037431 insertion Effects 0.000 abstract description 7
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 21
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 13
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 13
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/18—Phase-shifters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
- H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
- H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Abstract
本发明公开了一种移相器及天线。其中，移相器包括相对设置的第一基板和第二基板以及至少一个移相单元，移相单元包括微带线、驱动电极、液晶层和第一金属层，微带线位于第二基板靠近第一基板的一侧，第一金属层位于第一基板靠近第二基板的一侧，液晶层位于第一基板和第二基板之间；驱动电极位于液晶层远离第一基板的一侧，驱动电极用于驱动液晶层中的液晶分子偏转，微带线包括射频信号接收端，射频信号接收端用于接收射频信号。本发明实施例提供的移相器及天线，通过将驱动液晶分子偏转的驱动电极和传输射频信号的微带线分开设置，使得微带线和射频信号传输线之间无需设置隔离缝隙结构，从而降低了插入损耗，提高了移相器的移相性能。
Description
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种移相器及天线。
背景技术
液晶天线是将传统微带贴片天线和液晶材料结合而成的新型可重构天线系统，其将液晶与微带线相结合，调节液晶的排布，进而实现液晶相对介电常数的调节，形成液晶移相器，液晶移相器再与贴片辐射体相结合形成了可进行电扫描的液晶天线结构。
现有的液晶天线，微带线作为液晶偏致电极来驱动液晶分子偏转，馈电网络与微带线之间存在隔离缝隙结构，馈电网络上的射频信号通过耦合传输至微带线上，以防止不同移相器中微带线上的驱动电压相互串扰，但是隔离缝隙结构会引入额外的插入损耗，降低天线的性能。
发明内容
本发明提供一种移相器及天线，以提高天线性能。
第一方面，本发明实施例提供了一种移相器，包括：
相对设置的第一基板和第二基板；
至少一个移相单元，所述移相单元包括微带线、驱动电极、液晶层和第一金属层；
所述微带线位于所述第二基板靠近所述第一基板的一侧，所述第一金属层位于所述第一基板靠近所述第二基板的一侧，所述液晶层位于所述第一基板和所述第二基板之间；
所述驱动电极位于所述液晶层远离所述第一基板的一侧，所述驱动电极用于驱动所述液晶层中的液晶分子偏转；
所述微带线包括射频信号接收端，所述射频信号接收端用于接收射频信号。
第二方面，本发明实施例还提供了一种天线，包括第一方面所述的移相器。
本发明实施例提供的移相器及天线，通过将用于驱动液晶层中的液晶分子偏转的驱动电极和用于传输射频信号的微带线分开设置，以使微带线不需要接入驱动电压，从而使得不同移相单元中微带线相互连接不会造成驱动电压的相互串扰，同时设置微带线包括可与射频信号传输线直接电连接的射频信号接收端，使得微带线和射频信号传输线之间无需设置隔离缝隙结构，消除了现有技术中微带线和射频信号传输线之间的隔离缝隙结构所带来的插入损耗，提高了移相器的移相性能。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种移相器的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种移相单元的结构示意图；
图3为图2沿A-A’方向的剖面结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种移相器在驱动电极载入驱动电压时的局部剖面结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种移相器的局部剖面结构示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种移相器的局部剖面结构示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种移相单元的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的又一种移相器的局部剖面结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种天线的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的一种天线的局部剖面结构示意图；
图11为本发明实施例提供的另一种天线的局部剖面结构示意图；
图12为本发明实施例提供的又一种天线的局部剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为本发明实施例提供的一种移相器的结构示意图，图2为本发明实施例提供的一种移相单元的结构示意图，图3为图2沿A-A’方向的剖面结构示意图，如图1-3所示，本发明实施例提供的移相器包括相对设置的第一基板10、第二基板11以及至少一个移相单元12，移相单元12包括微带线20、驱动电极21、液晶层22和第一金属层23，微带线20位于第二基板11靠近第一基板10的一侧，第一金属层23位于第一基板10靠近第二基板11的一侧，液晶层22位于第一基板10和第二基板11之间，驱动电极21位于液晶层22远离第一基板10的一侧，驱动电极21用于驱动液晶层22中的液晶分子221偏转，微带线20包括射频信号接收端201，射频信号接收端201用于接收射频信号。
具体的，如图1-3所示，移相器包括相对设置的第一基板10、第二基板11以及至少一个移相单元12，移相单元12包括设置于第一基板10和第二基板11之间的液晶层22，液晶层22远离第一基板10的一侧设置有驱动电极21，驱动电极21上接入驱动电压，以驱动液晶层22中的液晶分子221偏转，从而改变液晶层22的介电常数。
继续参考图1-3，移相单元12还包括微带线20和第一金属层23，本实施例中，微带线20和驱动电极21位于液晶层22的同一侧，第一金属层23位于液晶层22远离微带线20的一侧，微带线20用于传输射频信号，射频信号在微带线20和第一金属层23之间的液晶层22中传输，由于液晶层22介电常数的改变(液晶层22在驱动电极21形成的电场的作用下进行偏转，使其介电常数发生改变)，微带线20上传输的射频信号会发生移相，从而改变了射频信号的相位，实现射频信号的移相功能。
继续参考图1-3，微带线20包括射频信号接收端201，射频信号接收端201用于接收射频信号。其中，通过将驱动液晶层22中的液晶分子221进行偏转的驱动电极21与传输射频信号的微带线20分开设置，使得微带线20不需要接入驱动电压，从而无需担心射频信号传输线将不同移相单元12中微带线20相互连接而造成驱动电压相互串扰，因此，可将微带线20的射频信号接收端201直接与射频信号传输线进行电连接，不需要在微带线20和射频信号传输线之间设置隔离缝隙结构，从而消除了现有技术中微带线20和射频信号传输线之间的隔离缝隙结构所带来的插入损耗，提高了移相器的移相性能。
需要说明的是，移相器可包括一个移相单元12，一个移相单元12包括一个微带线20，移相单元12用于实现微带线20上传输的射频信号的移相功能。在其他实施例中，移相器也可包括多个呈阵列分布的移相单元12，以同时对多个微带线20上传输的射频信号进行移相，图1仅以移相器包括4个移相单元12为例，在其他实施例中，本领域技术人员可根据实际需求对移相单元12的数量和布局进行设置，本发明实施例对此不作限定。
综上所述，本发明实施例提供的移相器，通过将用于驱动液晶层22中的液晶分子221偏转的驱动电极21和用于传输射频信号的微带线20分开设置，以使微带线20不需要接入驱动电压，从而使得不同移相单元12中微带线20相互连接不会造成驱动电压的相互串扰，同时设置微带线20包括可与射频信号传输线直接电连接的射频信号接收端201，使得微带线20和射频信号传输线之间无需设置隔离缝隙结构，消除了现有技术中微带线20和射频信号传输线之间的隔离缝隙结构所带来的插入损耗，提高了移相器的移相性能。
图4为本发明实施例提供的一种移相器在驱动电极载入驱动电压时的局部剖面结构示意图，如图1-4所示，可选的，驱动电极21包括第一电极211和第二电极212，第一电极211和第二电极212的电位不同。
具体的，如图1-4所示，驱动电极21包括第一电极211和第二电极212，且第一电极211和第二电极212均位于液晶层22的同一侧，通过设置第一电极211和第二电极212上的电位不同，使得第一电极211和第二电极212之间产生基本平行于第二基板11的横向电场24，从而驱动液晶层22中的液晶分子221偏转。
其中，第一电极211和第二电极212之间的距离可根据实际需求进行设置，例如，相邻第一电极211和第二电极212之间的最短距离设置为1μm～1000μm，从而在保证第一电极211和第二电极212之间不会发生短路的同时，使得第一电极211和第二电极212排布紧凑，降低移相器体积。
需要注意的是，在图1-4中示例性地示出了第一电极211和第二电极212均位于液晶层22远离第一基板10的一侧，以产生驱动液晶分子221偏转的横向电场，这并非对本发明的限定。在其他实施例中还可以设置第一电极211和第二电极212分别设置于第一基板10和第二基板11上，以产生驱动液晶分子221偏转的纵向电场，在实际应用中可以根据需要进行设定。
继续参考图1-4，可选的，第一电极211和第二电极212沿第一方向X分别位于微带线20的两侧，其中，第一方向X垂直于微带线20的射频信号传输方向。
具体的，如图4所示，第一电极211和第二电极212沿第一方向X分别位于微带线20的两侧，即沿垂直于微带线20的射频信号传输方向，微带线20位于第一电极211和第二电极212中间，通过第一电极211和第二电极212提供的驱动电压，形成穿过微带线20上方液晶层22的横向电场24，使得位于微带线20上方的液晶分子221发生偏转，而射频信号也主要在微带线20上方的液晶层22中传输，因此，通过设置第一电极211和第二电极212沿第一方向X分别位于微带线20的两侧，可使第一电极211和第二电极212形成的横向电场24所驱动偏转的液晶分子221主要位于射频信号的传输路径上，从而增大偏转的液晶分子221对射频信号相位的影响，以提高移相器的移相性能。
可选的，驱动电极21的电阻大于微带线20的电阻。
其中，在本实施例中，通过设置驱动电极21的电阻大于微带线20的电阻，以使驱动电极21的电阻较大，从而降低驱动电极21与微带线20之间的耦合电容，进而降低耦合电容对微带线20上传输的射频信号的影响，有助于提高移相器的移相性能。
可选的，微带线20的材料包括铜，驱动电极21的材料包括钼、铝、银和金属氧化物中的任意一种。
具体的，在本实施例中，一方面，通过设置微带线20的材料包括铜等低阻金属，以实现微带线20具有较小的电阻，有利于射频信号的传输。另一方面，通过设置驱动电极21的材料包括钼、铝、银等高阻金属或者采用金属氧化物，以实现驱动电极21具有较大的电阻，从而降低驱动电极21与微带线20之间的耦合电容，进而降低耦合电容对微带线20上传输的射频信号的影响，有助于提高移相器的移相性能。
其中，金属氧化物可包括氧化铟锡(ITO，Indium Tin Oxides)、氧化铟锌(Indium-Doped Zinc Oxides，IZO)、氧化锌(ZnO)或氧化铟(In2O3)等，本领域技术人员可根据实际需求进行设置，本发明实施例对此不作限定。
继续参考图3和图4，可选的，驱动电极21的宽度D1小于微带线20的宽度D2。
具体的，如图3和图4所示，通过设置驱动电极21的宽度D1小于微带线20的宽度D2，一方面，使得微带线20的宽度D2较大，以实现微带线20具有较小的电阻，有利于射频信号的传输；另一方面，使得驱动电极21的宽度D1较小，以实现驱动电极21具有较大的电阻，从而降低驱动电极21与微带线20之间的耦合电容，进而降低耦合电容对微带线20上传输的射频信号的影响，有助于提高移相器的移相性能。
在其他实施例中，还可通过其他方式实现驱动电极21的电阻大于微带线20的电阻，本领域技术人员可根据实际需求进行设置，例如，如图3和图4所示，通过设置驱动电极21的厚度小于微带线20的厚度来实现驱动电极21的电阻大于微带线20的电阻，从而在保证射频信号传输性能的同时，降低驱动电极21与微带线20之间的耦合电容，进而降低耦合电容对微带线20上传输的射频信号的影响，提高移相器的移相性能，本发明实施例对此不作限定。
可选的，第一金属层23悬空设置，或者，第一金属层23接地。
示例性的，第一金属层23可悬空设置，即第一金属层23不与其他任何电路元件电连接，第一金属层23未施加任何电位，从而降低第一金属层23对横向电场的影响，进而降低第一金属层23对液晶分子221偏转的影响。
在另一实施例中，第一金属层23还可接地，此时可认为第一金属层23处于零电位，通过在第一电极211和第二电极212施加相反的电位，可降低第一金属层23对液晶分子221偏转的影响，例如，在第一电极211上施加正电位，在第二电极212上施加负电位，或者，在第一电极211上施加负电位，在第二电极212上施加正电位，并设置第一电极211和第二电极212上施加的电位的绝对值相同，从而实现第一电极211和第二电极212之间形成驱动液晶分子221偏转的横向电场的同时，保证液晶分子221的偏转不受第一金属层23的影响。
在其他实施例中，第一金属层23也可接入固定电位，通过设置第一电极211和第二电极212上施加的电位的和的一半等于该固定电位，以降低第一金属层23对液晶分子221偏转的影响，例如，第一金属层23上接入的电位为V0，在第一电极211上施加的电位为V1，在第二电极212上施加的电位为V2，通过设置(V1+V2)/2＝V0，以在实现第一电极211和第二电极212之间形成驱动液晶分子221偏转的横向电场的同时，保证液晶分子221的偏转不受第一金属层23的影响，本领域技术人员可根据实际需求对第一金属层23上的电位进行设置，本发明实施例对此不作限定。
继续参考图3和图4，可选的，驱动电极21位于第二基板11靠近液晶层22的一侧。
其中，如图3和图4所示，通过将驱动电极21设置于第二基板11靠近液晶层22的一侧，有助于降低移相器的厚度，从而有助于实现小型化的移相器。
图5为本发明实施例提供的一种移相器的局部剖面结构示意图，如图5所示，可选的，驱动电极21位于第二基板11远离液晶层22的一侧。
其中，如图5所示，通过设置驱动电极21位于第二基板11远离液晶层22的一侧，可降低驱动电极21对液晶层22厚度的影响，从而有助于提高液晶层22的偏转精度，进而提高移相器的移相精度。
图6为本发明实施例提供的另一种移相器的局部剖面结构示意图，如图6所示，可选的，本发明实施例提供的移相器还包括第三基板13，第三基板13位于第二基板11远离第一基板10的一侧，驱动电极21位于第三基板13靠近第二基板11的一侧。
其中，如图6所示，通过增设第三基板13，并设置驱动电极21位于第三基板13靠近第二基板11的一侧，可使驱动电极21设置在第三基板13上，而微带线20设置在第二基板11上，从而可以分别在不同的基板上形成驱动电极21和微带线20结构，再将不同的基板进行贴合，简化制备工艺，降低移相器的制备难度，从而可适应于更为复杂的移相器结构。同时，通过设置驱动电极21位于第三基板13靠近第二基板11的一侧，可增大驱动电极21与微带线20之间的距离，从而有助于降低驱动电极21对微带线20上传输的射频信号的影响。
继续参考图1-6，可选的，微带线20在第二基板11上的垂直投影和驱动电极21在第二基板11上的垂直投影之间存在间隙。
具体的，如图1-6所示，通过设置微带线20在第二基板11上的垂直投影和驱动电极21在第二基板11上的垂直投影之间存在间隙，即设置微带线20在第二基板11上的垂直投影与驱动电极21在第二基板11上的垂直投影不交叠，以降低驱动电极21与微带线20之间的耦合电容，进而降低驱动电极21对微带线20上传输的射频信号的影响，提高移相器的移相性能。
继续参考图3-6，可选的，微带线20在第二基板11上的垂直投影和驱动电极21在第二基板11上的垂直投影之间间隙的宽度(即沿平行于第二基板11所在平面的方向，驱动电极21靠近微带线20一侧的边界与微带线20靠近驱动电极21一侧的边界之间的最短距离)为D3，其中，1μm≤D3≤1000μm。
其中，通过设置微带线20在第二基板11上的垂直投影和驱动电极21在第二基板11上的垂直投影之间间隙的宽度D3满足1μm≤D3≤1000μm，在避免驱动电极21和微带线20之间产生耦合的同时，使得第一电极211和第二电极212排布紧凑，降低移相器体积。
需要说明的是，上述实施例仅为示例，在其他实施例中，也可设置微带线20在第二基板11上的垂直投影和驱动电极21在第二基板11上的垂直投影之间存在交叠，以便于布线，本领域技术人员可根据实际需求进行设置，本发明实施例对此不作限定。
继续参考图2，可选的，微带线20包括蛇形结构，蛇形结构包括依次连接的多个微带线分部202，微带线分部202沿第二方向Y排列，沿第三方向Z延伸，驱动电极21位于相邻微带线分部202之间，其中，第二方向Y和第三方向Z均平行于第二基板11所在平面，且第二方向Y与第三方向Z相交。
示例性的，如图2所示，微带线20的形状采用蛇形结构，蛇形结构的多个微带线分部202沿第二方向Y排列，沿第三方向Z延伸，驱动电极21可设置为梳齿状电极，梳齿状电极包括多个条状支电极213，条状支电极213也沿第二方向Y排列，沿第三方向Z延伸，且条状支电极213位于相邻微带线分部202之间，从而实现驱动电极21形成驱动液晶分子221偏转的横向电场，且横向电场穿过微带线20上方液晶层22，以使位于微带线20上方的液晶分子221发生偏转，进而增大偏转的液晶分子221对射频信号相位的影响，提高移相器的移相性能。同时，蛇形结构与梳齿状电极相互啮合，结构紧凑，充分利用移相器空间，有助于实现小型化的移相器。
需要注意的是，本领域技术人员可根据实际需求对微带线20的形状进行任意设置，例如，如图1和图2所示，微带线20的形状可以为蛇形，或者，图7为本发明实施例提供的另一种移相单元的结构示意图，如图7所示，微带线20的形状还可以为W形，驱动电极21可根据微带线20的形状进行适应性设置，在其他实施例中，微带线101的形状还可以为U形、螺旋形、梳齿状、回字形等，本发明实施例对此不作限定。
继续参考图3-6，可选的，微带线20靠近液晶层22的一侧设置有配向层25。
其中，如图3-6所示，通过在液晶层22靠近微带线20的一侧设置配向层25，以向液晶层22中的各液晶分子221提供一预倾角，对液晶层22进行配向，使得液晶分子221在外加电场作用下，能够迅速地响应该电场而偏转，从而提高移相器的响应速度。
示例性的，如图3-6所示，在本实施例中，液晶层22采用垂直配向模式(VerticalAlignment，VA)，当第一电极211和第二电极212上未施加驱动电压时，液晶分子221均为直立状态；当第一电极211和第二电极212上施加驱动电压时，第一电极211和第二电极212之间形成横向电场24，使得液晶分子221发生偏转，从直立状态变为倒伏状态，从而改变液晶层22的介电常数，使得微带线20上传输的射频信号发生移相，进而改变射频信号的相位，实现射频信号的移相功能。
在其他实施例中，液晶层22还可采用扭曲向列模式(Twisted Nematic，TN)或其他配向模式，本领域技术人员可根据实际需求进行设置，本发明实施例对此不作限定。
继续参考图3-6，可选的，配向层25在第二基板11上的垂直投影覆盖液晶层22在第二基板11上的垂直投影。
其中，如图3-6所示，通过设置配向层25在第二基板11上的垂直投影覆盖液晶层22在第二基板11上的垂直投影，以对液晶层22进行整面配向，使得液晶层22中的所有液晶分子221在外加电场作用下，均能够迅速地响应该电场而偏转，从而进一步提高移相器的响应速度。
继续参考图3和图4，可选的，驱动电极21靠近液晶层22的一侧设置有绝缘层26。
在本实施例中，如图3和图4所示，通过在驱动电极21靠近液晶层22的一侧设置绝缘层26，以对驱动电极21进行保护。
其中，第二基板11和绝缘层26的材料可根据实际需求进行设置，例如，第二基板11采用氧化硅(SiO)材料，绝缘层26采用氮化硅(SiN)材料等，本发明实施例对此不作限定。
示例性的，如图3和图4所示，在制备移相器时，可先在第二基板11一侧制备驱动电极21，并在驱动电极21远离第二基板11的一侧制备绝缘层26，以对驱动电极21起到保护作用，然后在绝缘层26远离第二基板11的一侧制备微带线20，再在微带线20远离第二基板11的一侧制备配向层25，整个工艺过程可直接采用传统的液晶面板的制备工艺，工艺成熟，容易实现。
在其他实施例中，绝缘层26也可设置于驱动电极21远离液晶层22的一侧，示例性的，如图5所示，当驱动电极21位于第二基板11远离液晶层22的一侧时，将绝缘层26设置于驱动电极21远离液晶层22的一侧，以对驱动电极21进行保护。
继续参考图6，在另一实施例中，当增设第三基板13，且驱动电极21位于第三基板13靠近第二基板11的一侧时，可将绝缘层26设置于驱动电极21靠近第二基板11的一侧，以对驱动电极21进行保护，本领域技术人员可根据实际需求进行设置。
图8为本发明实施例提供的又一种移相器的局部剖面结构示意图，如图8所示，可选的，在第二基板11远离第一基板10的一侧设置第三基板13时，将驱动电极21设置于第三基板13远离第二基板11的一侧。
其中，如图8所示，通过增设第三基板13，使驱动电极21设置在第三基板13上，而微带线20设置在第二基板11上，以分别在不同的基板上形成驱动电极21和微带线20结构，再将不同的基板进行贴合，简化制备工艺，从而可适应于更为复杂的移相器结构。同时，通过设置驱动电极21位于第三基板13远离第二基板11的一侧，在将第二基板11与第三基板13进行贴合时，可避免驱动电极21在贴合时被第二基板11划伤，从而有助于对驱动电极21进行保护。
基于同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种天线，该天线包括本发明任意实施例所述的移相器，因此，本发明实施例提供的天线具有上述任一实施例中的技术方案所具有的技术效果，与上述实施例相同或相应的结构以及术语的解释在此不再赘述。
示例性的，图9为本发明实施例提供的一种天线的结构示意图，图10为本发明实施例提供的一种天线的局部剖面结构示意图，如图9和图10所示，驱动液晶层22中的液晶分子221偏转的驱动电极21和用于传输射频信号的微带线20分开设置，每个移相单元12包括一组驱动电极21，每组驱动电极21包括第一电极211和第二电极212，第一电极211和第二电极212形成横向电场24，以驱动液晶层22中的液晶分子221偏转，从而改变液晶层22的介电常数，进而使得微带线20上传输的射频信号会发生移相，改变射频信号的相位，实现射频信号的移相功能。
其中，每个移相单元12通过一组驱动电极21控制移相单元12区域液晶分子221的偏转，可选的，驱动电极21可与柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)连接，每个移相单元12中的驱动电极21可通过柔性电路板获取不同的驱动电压。由于不同的移相单元12中的驱动电极21能够实现独立的驱动电压控制，微带线20上仅传输射频信号，即使不同移相单元12中的微带线20相连造成等电位，也不会影响每个移相单元12中液晶分子221的偏转，从而可设置微带线20的射频信号接收端201与射频信号传输线直接电连接，而无需设置隔离缝隙结构，消除了现有技术中微带线20和射频信号传输线之间的隔离缝隙结构所带来的插入损耗，提高了移相器的移相性能。
继续参考图9和图10，可选的，本发明实施例提供的天线还包括辐射电极40，辐射电极40位于第一金属层23远离第二基板11的一侧，沿垂直于第二基板11的方向，第一金属层23与辐射电极40至少部分交叠，第一金属层23包括第一镂空部231，沿垂直于第二基板11的方向，辐射电极40覆盖第一镂空部231。
具体的，如图9和图10所示，辐射电极40与第一金属层23至少部分交叠，通过驱动液晶层22中的液晶分子221偏转控制液晶层22的介电常数改变，对微带线20上的传输的射频信号进行移相后通过辐射电极40实现向外辐射信号。
需要注意的是，辐射电极40与第一金属层23至少部分交叠，可以是沿垂直于第二基板11的方向，辐射电极40与第一金属层23部分交叠，也可以是辐射电极40在第二基板11上的垂直投影位于第一金属层23在第二基板11上的垂直投影内。
需要说明的是，辐射电极40与移相单元12对应设置，例如，辐射电极40与移相单元12一一对应设置，不同移相单元12所对应的辐射电极40之间相互绝缘设置。
图11为本发明实施例提供的另一种天线的局部剖面结构示意图，如图11所示，可选的，本发明实施例提供的天线还包括第四基板14，第四基板14位于第一基板10远离第二基板11的一侧，辐射电极40位于第四基板14靠近第一基板10的一侧。
其中，如图11所示，通过增设第四基板14，并设置辐射电极40位于第四基板14靠近第一基板10的一侧，可使辐射电极40设置在第四基板14上，而第一金属层23设置在第一基板10上，从而可以分别在不同的基板上制备辐射电极40和第一金属层23结构，再将不同的基板采用贴合的方式形成一个整体，简化制备工艺，降低天线的制备难度，从而可适应于更为复杂的天线结构。
图12为本发明实施例提供的又一种天线的局部剖面结构示意图，如图12所示，可选的，本发明实施例提供的还包括第四基板14，第四基板14位于第一基板10远离第二基板11的一侧，辐射电极40位于第四基板14远离第一基板10的一侧。
其中，如图12所示，通过增设第四基板14，使辐射电极40设置在第四基板14上，而第一金属层23设置在第一基板10上，以分别在不同的基板上形成辐射电极40和第一金属层23结构，再将不同的基板采用贴合的方式形成一个整体，简化制备工艺，降低天线的制备难度，从而可适应于更为复杂的天线结构。同时，通过设置辐射电极40位于第四基板14远离第一基板10的一侧，在将第四基板14与第一基板10进行贴合时，可避免辐射电极40在贴合时被第一基板10划伤，从而有助于对辐射电极40进行保护。
继续参考图9-12，可选的，本发明实施例提供的天线还包括馈电网络41，馈电网络41位于第二基板11靠近液晶层22的一侧，且馈电网络41与微带线20的射频信号接收端201电连接。
具体的，如图9-12所示，第二基板11靠近液晶层22的一侧设置有馈电网络41，馈电网络41用于将射频信号传输至各个移相单元12，其中，馈电网络41可呈树枝状分布且包括多个分支，一个分支为一个移相单元12提供射频信号。其中，通过设置馈电网络41与微带线20同层设置，且馈电网络41直接与微带线20的射频信号接收端201电连接，以使馈电网络41直接将射频信号传输至微带线20，而无需耦合，从而避免因为耦合造成射频信号损耗的问题，降低天线的插入损耗，提高天线性能。
继续参考图10-12，可选的，本发明实施例提供的天线还包括射频信号接口42和焊盘43。射频信号接口42一端与馈电网络41连接，并通过焊盘43固定，射频信号接口42的另一端用于连接高频接头等外部电路。
继续参考图10-12，可选的，本发明实施例提供的天线还包括支撑结构44，支撑结构44用于支撑第一基板10和第二基板11，为液晶层22提供容纳空间，本领域技术人员可根据实际需求对天线的其他结构进行设置，本发明实施例对此不作限定。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (18)
1.一种移相器，其特征在于，包括：
相对设置的第一基板和第二基板；
至少一个移相单元，所述移相单元包括微带线、驱动电极、液晶层和第一金属层；
所述微带线位于所述第二基板靠近所述第一基板的一侧，所述第一金属层位于所述第一基板靠近所述第二基板的一侧，所述液晶层位于所述第一基板和所述第二基板之间；
所述驱动电极位于所述第二基板远离所述液晶层的一侧，所述驱动电极用于驱动所述液晶层中的液晶分子偏转；
所述微带线包括射频信号接收端，所述射频信号接收端用于接收射频信号。
2.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于，
所述驱动电极包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极的电位不同。
3.根据权利要求2所述的移相器，其特征在于，
所述第一电极和所述第二电极沿第一方向分别位于所述微带线的两侧；
所述第一方向垂直于所述微带线的射频信号传输方向。
4.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于，
所述驱动电极的电阻大于所述微带线的电阻。
5.根据权利要求4所述的移相器，其特征在于，
所述微带线的材料包括铜，所述驱动电极的材料包括钼、铝、银和金属氧化物中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于，
所述驱动电极的宽度小于所述微带线的宽度。
7.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于，
所述第一金属层悬空设置，或者，所述第一金属层接地。
8.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于，
所述移相器还包括第三基板，所述第三基板位于所述第二基板远离所述第一基板的一侧，所述驱动电极位于所述第三基板靠近所述第二基板的一侧。
9.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于，
所述微带线在所述第二基板上的垂直投影和所述驱动电极在所述第二基板上的垂直投影之间存在间隙。
10.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于，
所述微带线包括蛇形结构，所述蛇形结构包括依次连接的多个微带线分部，所述微带线分部沿第二方向排列，沿第三方向延伸，所述驱动电极位于相邻所述微带线分部之间；
其中，所述第二方向和所述第三方向均平行于所述第二基板所在平面，且所述第二方向与所述第三方向相交。
11.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于，
所述微带线靠近所述液晶层的一侧设置有配向层。
12.根据权利要求11所述的移相器，其特征在于，
所述配向层在所述第二基板上的垂直投影覆盖所述液晶层在所述第二基板上的垂直投影。
13.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于，
所述驱动电极靠近所述液晶层的一侧设置有绝缘层。
14.一种天线，其特征在于，包括权利要求1-13任一项所述的移相器。
15.根据权利要求14所述的天线，其特征在于，
所述天线还包括辐射电极，所述辐射电极位于所述第一金属层远离所述第二基板的一侧，沿垂直于所述第二基板的方向，所述第一金属层与所述辐射电极至少部分交叠；
所述第一金属层包括第一镂空部，沿垂直于所述第二基板的方向，所述辐射电极覆盖所述第一镂空部。
16.根据权利要求15所述的天线，其特征在于，
还包括第四基板，所述第四基板位于所述第一基板远离所述第二基板的一侧，所述辐射电极位于所述第四基板靠近所述第一基板的一侧。
17.根据权利要求15所述的天线，其特征在于，
还包括第四基板，所述第四基板位于所述第一基板远离所述第二基板的一侧，所述辐射电极位于所述第四基板远离所述第一基板的一侧。
18.根据权利要求14所述的天线，其特征在于，
所述天线还包括馈电网络，所述馈电网络位于所述第二基板靠近所述液晶层的一侧，且所述馈电网络与所述微带线的所述射频信号接收端电连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110736564.1A CN113451718B (zh) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | 一种移相器及天线 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110736564.1A CN113451718B (zh) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | 一种移相器及天线 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113451718A CN113451718A (zh) | 2021-09-28 |
| CN113451718B true CN113451718B (zh) | 2022-06-24 |
Family
ID=77814417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110736564.1A Active CN113451718B (zh) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | 一种移相器及天线 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113451718B (zh) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111864317B (zh) * | 2020-06-23 | 2022-03-01 | 京东方科技集团股份有限公司 | 移相器及天线 |
| CN113889750A (zh) * | 2021-09-29 | 2022-01-04 | 上海天马微电子有限公司 | 一种液晶天线 |
| CN113839189B (zh) * | 2021-09-30 | 2024-09-20 | 上海天马微电子有限公司 | 液晶天线及驱动方法 |
| US11550192B1 (en) * | 2021-11-10 | 2023-01-10 | National Tsing Hua University | Liquid crystal device and system for THz electromagnetic waves |
| CN114267934B (zh) * | 2021-12-31 | 2024-06-21 | 上海天马微电子有限公司 | 一种液晶天线 |
| CN114284714B (zh) * | 2021-12-31 | 2023-12-15 | 成都天马微电子有限公司 | 液晶天线及其制备方法 |
| CN114696058B (zh) * | 2022-03-07 | 2024-06-07 | 上海天马微电子有限公司 | 液晶天线和通信设备 |
| CN117769788A (zh) * | 2022-07-26 | 2024-03-26 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种可调谐移相器、电子设备 |
| WO2024148538A1 (zh) * | 2023-01-11 | 2024-07-18 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种移相器、天线及电子设备 |
| CN118830144A (zh) * | 2023-02-14 | 2024-10-22 | 京东方科技集团股份有限公司 | 液晶移相器及其操作方法、天线 |
| WO2024216640A1 (zh) * | 2023-04-21 | 2024-10-24 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种移相器及天线 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104241735A (zh) * | 2013-06-20 | 2014-12-24 | 成都国腾电子技术股份有限公司 | 一种基于微机械电子技术的微波移相器 |
| CN104269647A (zh) * | 2014-09-09 | 2015-01-07 | 西安华为技术有限公司 | 一种移相器 |
| CN108803096A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-11-13 | 成都天马微电子有限公司 | 一种液晶移相单元及其制作方法、液晶移相器及天线 |
| CN110518311A (zh) * | 2018-05-21 | 2019-11-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种移相器及其工作方法、天线、通信设备 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110011038B (zh) * | 2018-01-05 | 2020-05-05 | 京东方科技集团股份有限公司 | 相控阵天线、显示面板及显示装置 |
| CN108490706B (zh) * | 2018-04-13 | 2024-04-02 | 京东方科技集团股份有限公司 | 液晶移相器及其制造方法、液晶天线及电子装置 |
| CN108563050B (zh) * | 2018-05-31 | 2020-10-30 | 成都天马微电子有限公司 | 液晶移相器和天线 |
| CN208298996U (zh) * | 2018-06-27 | 2018-12-28 | 京东方科技集团股份有限公司 | 功率分配网络、液晶天线和通信设备 |
| CN108615962B (zh) * | 2018-07-18 | 2020-06-30 | 成都天马微电子有限公司 | 液晶移相器和天线 |
| CN209249695U (zh) * | 2018-09-12 | 2019-08-13 | 北京超材信息科技有限公司 | 一种液晶可重构波束扫描天线 |
| EP3651269B1 (en) * | 2018-11-06 | 2022-09-21 | ALCAN Systems GmbH | Phased array antenna |
| CN209544568U (zh) * | 2019-04-04 | 2019-10-25 | 信利半导体有限公司 | 一种液晶移相器和液晶天线 |
| CN110233315B (zh) * | 2019-06-14 | 2021-12-28 | 京东方科技集团股份有限公司 | 移相度补偿装置、移相度补偿系统及方法 |
-
2021
- 2021-06-30 CN CN202110736564.1A patent/CN113451718B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104241735A (zh) * | 2013-06-20 | 2014-12-24 | 成都国腾电子技术股份有限公司 | 一种基于微机械电子技术的微波移相器 |
| CN104269647A (zh) * | 2014-09-09 | 2015-01-07 | 西安华为技术有限公司 | 一种移相器 |
| CN110518311A (zh) * | 2018-05-21 | 2019-11-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种移相器及其工作方法、天线、通信设备 |
| CN108803096A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-11-13 | 成都天马微电子有限公司 | 一种液晶移相单元及其制作方法、液晶移相器及天线 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113451718A (zh) | 2021-09-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113451718B (zh) | 一种移相器及天线 | |
| CN108615962B (zh) | 液晶移相器和天线 | |
| US11949141B2 (en) | Phase shifter and liquid crystal antenna | |
| CN112448105B (zh) | 移相器及天线 | |
| CN109164608B (zh) | 移相器、天线及移相器的控制方法 | |
| EP3507858B1 (en) | Multi-layered software defined antenna | |
| CN108808181B (zh) | 液晶移相器和天线 | |
| JP7424977B2 (ja) | 液晶移相器およびその操作方法、液晶アンテナ、通信機器 | |
| TWI397736B (zh) | 主動元件陣列基板以及顯示裝置 | |
| CN208818972U (zh) | 移相器及液晶天线 | |
| CN113728512B (zh) | 移相器及天线 | |
| CN110658646A (zh) | 移相器及液晶天线 | |
| KR20200087861A (ko) | 위상-어레이 안테나, 디스플레이 패널, 및 디스플레이 디바이스 | |
| WO2021037132A1 (zh) | 馈电结构、微波射频器件及天线 | |
| US20220238974A1 (en) | Phase shifter and antenna device | |
| US20240235020A1 (en) | Antenna, manufacturing method, driving method, and antenna system | |
| EP3823094A1 (en) | Multi-layered antenna having dual-band patch | |
| CN107037650B (zh) | 一种阵列基板、显示面板及显示装置 | |
| US11799179B2 (en) | Liquid crystal phase shifter, method for operating the same, liquid crystal antenna, and communication apparatus | |
| EP3074813B1 (en) | Electrical line arrangement | |
| CN114335932A (zh) | 一种移相器及天线 | |
| CN210295066U (zh) | 具有双桥接区的单层投射电容式触控传感器 | |
| US20240250425A1 (en) | Liquid crystal phase shifter and liquid crystal antenna | |
| CN111273470A (zh) | 液晶移相器及电子装置 | |
| US20240353730A1 (en) | Optical modulator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |