CN111293384B - 射频相移设备 - Google Patents

Abstract

一种具有传输线的射频相移设备，传输线包括与彼此以一距离间隔的第一电极和第二电极，并且所述第一电极和所述第二电极适合于并用于沿第一电极和第二电极的射频电磁信号的传播，在相应电磁信号之间具有180°的相位差。第一电极和第二电极的每个被划分成若干上段和下段，所述上段和所述下段在垂直于传输线的第一方向上间隔开并沿传输线被串联布置，由此各自形成可调串联电容器，其影响沿传输线的并联重叠部分传播的射频电磁信号的相位。第一电极和第二电极在垂直于第一方向的第二方向上被间隔开，由此传输线包括并联重叠部分，其在传输线的并联重叠部分内提供可调并联电容器，其影响沿传输线的并联重叠部分传播的射频电磁信号的相位。

Description

射频相移设备

技术领域

本发明涉及一种具有传输线的射频相移设备，所述传输线包括与彼此以一距离间隔的第一电极和第二电极，并且所述第一电极和所述第二电极适合并用于沿第一电极和第二电极的射频电磁信号的传播，在相应电磁信号之间具有180°的相位差，其中可调介电材料影响了沿传输线传播的电磁信号的相移。

背景技术

相移设备可用于修改两个对应特性（类似电磁波或信号的峰值或零交叉）之间的相对位移，而无需改变电磁波或信号的频率。当叠加两个或更多个相同频率的电磁信号时，结果取决于相应电磁信号之间的相位差。电磁信号可以被增强或减弱。此外，通过叠加由相应天线所辐射的两个或更多个电磁波，辐射的电磁波之间的相位差将确定电磁波的加强叠加的方向，从而导致源自相应天线的优选的辐照（irradiation）方向。

为了增强来自给定方向的电磁辐照的接收或发射，相控阵天线包括紧接于彼此分布的若干天线元件。预先确定了由相应天线接收或发射的电磁信号的相位差，以这样的方式使得针对给定方向最大化了相应信号的叠加，从而导致针对所述方向的增强的信号灵敏度或信号发射。

存在已知的现有技术相移设备，其在传入和传出信号之间创建预设的相位差。可以设计配备有这样的恒定相移设备的相控阵天线，以最大化针对给定单个方向的信号灵敏度或信号发射。

此外，已知并描述了具有可调相位差的相移设备，例如在EP 2 761 693 A1或EP 2956 986 B1中。这些相移设备包括线性传输线，所述线性传输线包括与彼此以一距离间隔的第一电极和第二电极，其中在第一电极和第二电极之间布置有可调介电材料。由可调相移设备创建的相位差可以被调谐，即，它可以被操作以产生不同的相位差，由此可以由施加到可调介电材料的控制设置来修改和控制相应的相位差，所述可调介电材料影响了沿线性传输线的信号的相位。具有与这样的可调相移设备互连的若干天线的相控阵天线可以被操作以在给定时间根据要求以这样的方式来改变增强的信号灵敏度或信号发射的方向。

然而，已经发现了某些相移设备的性能以不期望的方式受到固有辐射的影响。为了减少相移设备内的电磁波的不需要的辐射，要求了附加特性，其增加了对这样的相移设备的制造成本和空间要求。

因此，存在对一种相移设备的需要，所述相移设备考虑到了易于制造，在输入信号和输出信号之间提供大的相位差，并考虑到了良好性能，同时减少了沿传输线的电磁波的发射。

发明内容

本发明涉及一种具有传输线的射频相移设备，所述传输线具有第一电极和第二电极，其特征在于，第一电极和第二电极中的每个被划分成若干上段和下段，所述上段和下段在垂直于传输线的第一方向上被间隔开并沿传输线被串联布置，由此相邻的下段和上段包括串联重叠区域，所述区域填充有可调介电材料，由此各自形成可调串联电容器，并且进一步其特征在于，第一电极和第二电极在垂直于第一方向的第二方向上被间隔开，由此传输线包括并联重叠部分，其中第一电极的重叠区域由电容器电极区域重叠，并且其中第二电极的重叠区域由电容器电极区域重叠，以及由此可调介电材料被布置在相应电容器电极区域与第一电极的重叠区域和第二电极的重叠区域之间，以便在传输线的并联重叠部分内提供可调并联电容器，所述传输线的并联重叠部分影响了沿传输线的并联重叠部分传播的射频电磁信号的相位。

沿传输线传播的电磁信号的相位将受到提供可调串联电容器的串联重叠区域以及受提供可调并联电容器的并联重叠部分的影响。可调串联电容器和可调并联电容器两者均沿传输线分布。对于大多数应用，继之以可调并联电容器的可调串联电容器的规则顺序考虑到了相移设备的良好性能。然而，也可能布置可调串联电容器和可调并联电容器的非规则顺序。还可能提供多个连续的可调串联电容器，其继之以一个或多个可调并联电容器。此外，连续可调串联或并联电容器之间的距离可以是沿传输线变化的或恒定的。而且，可调串联电容器和可调并联电容器的重叠区域的尺寸或形状可以沿传输线相同或变化。相移设备可以包括任意数量和顺序的可调串联电容器和可调并联电容器。电磁信号优选是具有在20kHz至300GHz的范围内的频率的射频信号。相移设备适配于传输这样的射频信号并且适配于影响和修改该信号的相位。

沿传输线创建的所产生相移特别取决于可调串联电容器的串联重叠区域的数量和面积以及取决于可调并联电容器的电容器电极区域的数量和面积，所述电容器是沿传输线实现的。

优选地，可调介电材料是液晶材料，其介电特征对施加到液晶材料的电场具有高度依赖性。合适的液晶材料以及其他可调介电材料是本领域中已知的并且商业上可得到的。施加到液晶材料的电场叠加了沿传输线传播的射频信号，但是这不会显著干扰信号传播。

根据本发明的有利方面，第一电极的重叠区域重叠了第二电极的重叠区域，以便在传输线的并联重叠部分内为可调并联电容器中的每个提供一个并联板电容器区域。因此，对于可调并联电容器不需要专用的和分离的电容器电极。第一电极和第二电极被划分成彼此不重叠的部分以及彼此重叠的部分。可调介电材料布置在第一电极和第二电极之间。可调介电材料可以布置为由玻璃或其他材料限制的层。所述层的表面可以在两个电极上延伸并且覆盖第一电极和第二电极的重叠部分和非重叠部分。也可能将可调电子材料限定到仅覆盖第一电极和第二电极之间的相应电容器电极区域的分离区域。

根据本发明的备选方面，第一电极和第二电极在第二方向上被并排布置，并且其中在并联重叠部分内的第一电极和第二电极的相应上段和下段在第一方向上布置在相同水平处，并且其中电容器电极在第一方向上布置在第一电极和第二电极的对应上段或下段的上方或下方，以这样的方式使得第一电容器电极区域重叠第一电极的重叠区域并且使得第二电容器电极区域重叠第二电极的重叠区域，因此在电容器电极与并联重叠部分内的相应重叠区域之间提供两个并联板电容器区域。第一电极和第二电极的对应下段以及上段可以沿第一方向在相同水平上被布置成在另一个的旁边。除了第一电极和第二电极的这些下段和上段之外，至少一个或几个，但优选与下段和上段一样多的电容器电极布置在第一和第二电极的下段或上段中的每个的下方或上方的另一水平处。使用分离的电容器电极考虑到了沿传输线在并联重叠部分内的可调并联电容器的并联板电容器区域的复杂形状，并且可以简化相移设备的制造。此外，电容器电极在并联重叠部分的每个内提供两个重叠区域，其考虑到了用于并联重叠部分的设计和更好的性能的更多选项。

根据本发明的有利实施例，第一电极和第二电极的所有上段都布置在上水平处，并且第一电极和第二电极的所有下段都布置在下水平处，所述下水平沿第一方向与上水平间隔开。此外，根据本发明的另一方面，第一电极和第二电极的所有上段都布置在第一衬底层的第一表面处，并且因为第一电极和第二电极的所有下段都布置在第二衬底层的第二表面处，由此第一衬底层的第一表面面对第二衬底层的第二表面。可以通过将用于下段和用于上段的导电材料沉积到对应的非导电衬底层上来制造第一电极和第二电极。两个衬底层可以以一距离与彼此间隔，由此限制可调介电材料的中间层。可以通过容易可控制和可靠的方法来制造这样的夹层结构。对于夹层结构的厚度，空间要求近似为一毫米。夹层结构的制造类似于液晶显示器的制作，并且可以被集成到然后包括这样的相移设备的相应产生方法中。衬底层可以由玻璃或具有非导电或足够低的导电特征并且具有足够的表面光滑度的任何其他材料制成。

根据本发明的有利实施例，第一衬底层的第一表面和第二衬底层的第二表面限制了可调介电材料。

第一电极的下段和上段可以沿条状的第一电极的线性路径布置。而且，第二电极的下段和上段可以沿与第一电极并联的条状的第二电极的线性路径布置。条状的第一和第二电极通常沿传输线具有均匀的宽度。

条状的第一电极和第二电极也可以是弯曲的。对于条状的第一和第二电极也可能包括与拐角或弯曲部分组合的线性部分。此外，条状的第一和第二电极也可以具有螺旋形状或曲折形状。条状的第一和第二电极也可以具有Z字形（zig-zag）图案。

根据本发明的另一方面，沿传输线在并联重叠部分内，第一电极的上段与第二电极的下段配对，或者第一电极的下段与第二电极的上段配对。然后，第一电极的重叠区域可以重叠第二电极的重叠区域，以在传输线的并联重叠部分内提供可调并联电容器。第一电极和/或第二电极的重叠区域的每个从第一电极和/或第二电极的相应条状的下段或上段横向突出。当从上方观察时，第一电极的下段和上段以及第二电极的下段和上段的组合形状可以类似于梯形（ladder），其中第一电极和第二电极的下段和上段的条状的部分类似于第一和第二梯形束，并且其中横向突出的重叠区域类似于梯形的梯级（rung）。梯形的每个梯级包括从第一电极的条状的下段和上段突出的一个重叠区域，以及从第二电极的条状的下段和上段突出的一个重叠区域。即使第一电极和第二电极的两个相应重叠区域在第二方向上确实重叠，它们也被在第一方向上在第一电极和第二电极之间的或者至少在第一电极和第二电极的重叠区域之间的可调介电材料间隔开并分离。

在本发明的仍有另一个实施例中，在可调串联电容器内或在可调并联电容器内的第一电极和第二电极的相应重叠区域提供了矩形或方形并联板电容器区域。然而，可调串联电容器内的或可调并联电容器内的重叠区域可具有有利于期望的相移或有利于包括相移设备的电子部件的设计的任何形状和轮廓。

在本发明的仍有另一方面中，沿传输线的后续可调并联电容器彼此在相应距离上和/或在尺寸上和/或在形状上不同。而且，后续可调串联电容器彼此在相应距离上和/或在尺寸上和/或在形状上可以不同。因此，可调串联电容器和可调并联电容器可以具有相同的形状和尺寸，并且可以沿传输线以规则的图案布置。然而，可能是有利的是，例如，为了信号传播或为了减小的尺寸或制造成本，沿传输线布置具有不同形状或尺寸的可调串联电容器和/或可调并联电容器。而且，两个相邻的可调串联电容器和可调并联电容器之间的距离可以根据与相移设备的尺寸或成本有关的需求而变化，或者以便考虑到更好的信号传播或相移设备的增强的相移性质。

根据本发明的另一方面，第一或第二电极或两个电极可以被称为一个或多个接地电极。接地电极与对应的第一或第二电极以一距离被间隔。优选地，接地电极位于衬底层的朝外面对的表面上。接地电极相对于沿第一和第二电极的信号传播提供了屏蔽。导电接地电极定义了针对电磁波的边界表面，以及因此导致了在信号传播期间电磁场的空间分布的压缩。通过添加接地电极，可以修改沿第一和第二电极以及因此沿传输线的信号传播的特征。

然而，相移设备不依赖于接地电极的存在。如果例如由于将夹层结构与相控阵天线的其他层集成的原因，一个或多个接地电极是必要的，当与没有接地电极的相移设备相比时，可以容易地调整第一和第二电极的下段和上段的尺寸和距离。

根据本发明的一方面，第一电极和第二电极的上段和下段电连接到至少一个偏置电压源的第一和第二偏置电极。偏置电压可以是恒定的偏置电压，或者优选地是具有高达若干kHz的频率的低频电压。偏置电压不干扰沿相移设备的传输线的信号传播。由偏置电压源施加到第一和第二电极的偏置电压影响布置在第一和第二电极之间的可调介电材料的介电特征。通过向第一和第二电极（即第一电极和第二电极的上段和下段）施加偏置电压，以及由此影响和改变可调串联电容器的串联重叠区域之间中的可调介电材料的介电性质，可以根据相应要求容易且可靠地控制和修改相移设备的输入信号和输出信号之间的相位差。

此外，还可能将第一偏置电压施加到可调串联电容器，并且将第二偏置电压施加到形成在第一电极和第二电极之间的传输线的并联重叠部分中的可调并联电容器。这增加了控制和修改由相移设备创建的相移的可能性。

根据本发明的有利实施例，第一电极和第二电极的所有下段连接到第一偏置电极，所述第一偏置电极连接到偏置电压源，并且第一电极和第二电极的所有上段连接到第二偏置电极，所述第二偏置电极连接到偏置电压源。

在备选实施例中，重叠第一和第二电极的下段的所有电容器电极沿第一方向布置在相同的第一电容器水平处，由此在第一电容器水平处的所有电容器电极与第一电容器电极偏置线连接，并且因为重叠第一和第二电极的上段的所有电容器电极沿第一方向布置在相同的第二电容器水平处，由此在第二电容器水平处的所有电容器电极与第二电容器电极偏置线连接。这样的实施例易于制造，并且考虑到了所有电容器电极与相应第一和第二偏置电极直接接触。

当与第一电极的宽度以及第一和第二电极的上段和下段的宽度相比时，偏置电极的宽度可以小。宽度可以是第一或第二电极的宽度的近似10％或更少。第一和第二偏置电极的小的宽度或横截面面积有助于第一和第二偏置电极的高阻抗，从而导致电磁信号从第一和第二电极到第一或第二偏置电极中的减少的泄漏。

在本发明的仍有另一实施例中，第一和第二偏置电极由具有比第一和第二电极更低的导电率的材料组成。偏置电极的所产生更高的电阻防止了沿传输线传播的电磁信号从第一和第二电极泄漏到第一或第二偏置电极中。优选地，第一和第二电极由具有高于40*10⁶S/m的高导电率的材料制成或包括所述材料，所述材料例如金或铜。第一和第二偏置电极优选地具有高于20欧姆/平方的薄层电阻，并且可以由氧化铟锡（ITO）或镍铬合金（NiCr）制成或包括氧化铟锡（ITO）或镍铬合金（NiCr）。

根据本发明的另一方面，第一和第二电极的宽度在50μm和500μm之间，优选地近似为200μm。此外，第一电极和第二电极之间的重叠区域的宽度在50μm和500μm之间，优选地近似为200μm。第一和第二电极的宽度应小于λ/10，即，沿传输线传播的电磁信号的特征波长的十分之一。第一电极和第二电极之间的横向距离可以小于50μm或甚至小于25μm。对于大多数应用，距离在10μm和200μm之间。然而，也可能提供高于200μm的距离。通常，认为所述距离小于λ/10是有利的。

本发明还涉及一种相控阵天线，所述相控阵天线包括：若干天线元件；信号馈送网络，信号从所述信号馈送网络被传输到所述若干天线元件或者信号从所述若干天线元件传输到所述信号馈送网络；以及针对每个天线元件，一如以上所述的对应相移设备，由此从所述信号馈送网络传输到所述相应天线元件或者从所述相应天线元件传输到所述信号馈送网络的每个信号的相位被修改，以便根据天线系统的辐射的优选方向调整每个信号的所述叠加。

为了促进制造，相控阵天线在彼此之上包括具有第一和第二电极的下段的第一衬底层、包括可调介电材料的可调层、具有第一和第二电极的上段的第二衬底层、以及具有辐射天线结构的天线层。下段和上段可以通过任何合适的方法（例如，通过印刷或气相沉积或通过半导体工业内使用的任何方法）被布置在第一和第二衬底层的相应表面上。相控阵天线的横向尺度可以是几毫米，或者高达几厘米或十厘米。尺度优选地适配于由相应天线接收或发射的电磁信号的频率。合并到相控阵天线中的天线元件越多，横向尺度将越大。单独天线元件优选地以矩形或方形形状的规则网格图案来布置。然而，也可能将相控阵天线的天线元件以具有单独天线元件的若干同心圆的圆形形状来布置。

根据本发明的有利实施例，第一衬底层和第二衬底层由玻璃材料组成，并且可调层包括具有可调介电性质的液晶材料。

附图说明

当对下面的详细描述和附图做出参考时，将更充分地理解本发明，并且进一步的特性将变得显而易见。附图仅是代表性的，并不旨在限制权利要求的范围。实际上，本领域普通技术人员在阅读下面的说明书并查看本附图时可以领会到，可在不脱离本发明的创新概念的情况下对其做出各种修改和变化。附图中描绘的相似部分由相同的参考标号指代。

图1图示了相移设备的传输线的部分的示意俯视图，

图2图示了如图1中所示的传输线的部分的透视图，

图3图示了如图2中所示的沿线III-III截取的传输线的截面图，

图4图示了如图2中所示的沿线IV-IV截取的传输线的截面图，

图5图示了如图2中所示的沿线V-V截取的传输线的截面图，

图6图示了如图1至5中所示的传输线的示意表示，

图7图示了相移设备的另一实施例的传输线的示意俯视图，

图8图示了如图7中所示的相移设备的传输线的透视图，

图9图示了如图8中所示的沿线IX-IX截取的传输线的截面图，

图10图示了具有第一电极和第一偏置电极的另一实施例的传输线的小部分的示意俯视图，

图11图示了具有沿传输线的重叠区域而变化的距离和形状的传输线的另一实施例的截面图，

图12图示了类似于图1的相移设备的传输线的另一实施例的部分的示意俯视图，以及

图13图示了类似于图1和图12的相移设备的传输线的仍有另一实施例的仍有另一示意俯视图。

具体实施方式

图1至图5示出了如上所述的根据本发明的相移设备的传输线1的部分。第一电极2包括近似矩形形状的下段3和上段4，所述下段3和上段4在沿传输线1的信号传播的方向5上沿直线被布置。所有上段4处于上水平处，而所有下段3处于下水平处，所述下水平在垂直于信号传播的方向5的第一方向（其等于传输线1的方向）上与上水平间隔开一距离。在图1的图形表示中，所有上段4在一个方向上加阴影线，而所有下段3在垂直于第一加阴影线方向的第二方向上加阴影线。

第一电极2的下段3和上段4沿传输线1被串联地布置，即，每个下段3继之以上段4，并且每个上段4继之以下段3。相邻的下段3和上段4以及相邻的上段4和下段3包括串联重叠区域6，其中下段3的一部分与相邻的上段4的一部分重叠，并且此上段4的相对部分与随后的下段3的一部分重叠。

传输线1还包括第二电极7，所述第二电极7也包括下段3和上段4，所述下段3和上段4以与第一电极2的对应的下段3和上段4相同的方式被布置。然而，第一电极2和第二电极7在第二方向上以一距离被间隔开，所述第二方向垂直于传输线1的方向5以及垂直于针对第一电极2和第二电极7的下段3和上段4的具有下水平和上水平的第一方向。

第一电极2和第二电极7的下段3和上段4包括重叠区域10、11，所述重叠区域10、11朝对应的上段4或下段3突起，以这样的方式提供了第一电极2和第二电极7的相邻的下段3和上段4的并联重叠区域12。这些并联重叠区域12在第一电极2和第二电极7之间提供了并联板电容器电极。

在下段3和上段4之间，存在可调介电材料13。可调介电材料13是具有分子的液晶材料，所述分子的对准取决于施加到下段3和上段4的偏置电压，其在下段3和上段4的串联重叠区域6内形成并联板电容器电极。因此，在串联重叠区域6内在下段3和上段4的相邻部分之间形成的可调串联电容器14的性质受到施加到第一电极2和第二电极7的下段3和上段4的偏置电压的影响。类似地，在第一电极2和第二电极7的相邻的下段3和上段4的并联重叠区域12之间也布置有可调介电材料13，由此在传输线1的并联重叠部分内形成可调并联电容器15。

所有上段4由第一偏置电极16连接到偏置电压源。而且，所有下段3由第二偏置电极17连接到偏置电压源。未在附图中示出的偏置电压源提供了恒量（即DC电压）或提供了施加到第一电极2和第二电极7并在第一电极2和第二电极7的串联重叠区域6之间的空间中创建电场的低频AC电压，由此叠加沿传输线1传播的信号的电磁场。电场主要垂直于图1中的视图平面。由于第一偏置电极16和第二偏置电极17的材料和小的宽度，第一偏置电极16和第二偏置电极17的阻抗显著高于第一电极2和第二电极7的下段3和上段4的阻抗，其防止传播的电磁信号从第一电极2和第二电极7泄漏到第一偏置电极16和第二偏置电极17中并远离于传输线1。通过选取高电阻偏置电极材料，可以进一步增加偏置电极的阻抗。

在图3至图5中，示出了在图1和图2中示出的传输线1的实施例的截面图。第一电极2和第二电极7的下段3在由玻璃材料制成的第一衬底层18之上。第一电极2和第二电极7的上段4在第二衬底层19之上，所述第二衬底层19也由玻璃材料制成并且可以与第一衬底层18相同。第一衬底层18和第二衬底层19布置成以一距离与彼此间隔，其中上段4面朝下段3。可调介电材料13（即可调液晶材料）布置在第一衬底层18和第二衬底层19之间的层中。可以将可调介电材料13划分成小部分，其具有对应于下段3和上段4的串联重叠区域6以及对应于下段3和上段4的并联重叠区域12的尺度。还可能利用可调介电材料13完全填充第一衬底层18和第二衬底层19之间的层。

在图6中示出了传输线1的示意表示。传输线1被划分成电极材料的若干传输部分20，其沿信号传播路径被布置并被引导。连续的传输部分16由可调电容器分离，所述可调电容器形成可调串联电容器14或可调并联电容器15。因此，传输线1类似于具有附加可调串联电容器14的分路负载线拓扑。可调串联电容器14和可调并联电容器15的组合导致改进的相移行为，而无需显著取决于沿传输线1传播的信号的频率。

在图7至图9中，示出了传输线1的备选实施例。与图1至图5的实施例相反，第一电极2的下段3被放置在第二电极7的下段3的旁边。类似地，第一电极2的上段4被放置在第二电极7的上段4的旁边。为了在处于相同的下水平或上水平处的下段3或上段4之间提供可调并联电容器15，电容器电极21被布置在重叠区域10、11的对应突出的上方或下方，所述突出朝对应的相邻下段3或上段4突起。每个条状电容器电极21在相应端处具有两个电容器区域22、23，所述电容器区域22、23与相邻的下段3或上段4的对应的重叠区域10、11重叠。电容器电极21和重叠区域10、11在沿传输线1的相应平行重叠部分内形成可调并联电容器15的两个连接部分。

上水平上的所有电容器电极21可以连接到沿传输线1在第一电极2和第二电极7之间伸展的上水平上的线状偏置电极24。类似地，下水平上的所有电容器电极连接到下水平上的线状偏置电极25。此外，如已经相对于图2描述的，偏置电极16沿传输线1连接到上段4，并且偏置电极17沿传输线1连接到下段3。

图10示出了第一偏置电极16的另一实施例，由此该实施例也可以用于第二偏置电极17。偏置电极16包括扇形段26，所述扇形段26经由连接点27'与第一电极2的对应的下段3经由连接线段27连接。与下段3的尺度相比，并且更重要的是与沿传输线1的信号传播的特征波长相比，连接点27'和连接线段两者均具有小的直径，即，连接点27的直径小于λ/4的0.2以及优选地小于λ/4的0.1，其中λ为传播信号的特征波长。连接线段的长度l近似等于λ/4。此外，扇形段26的半径r近似等于λ/4。在连接点27'的相对位置上并且靠近于扇形段26，线形偏置线段28从连接线段27延伸并且提供与偏置电压源的连接。偏置电极16、17的这样的实施例提供了滤波器或扼流圈，其防止了射频电磁波远离传输线1进入到偏置电极16、17的不期望的能量耗散。

图11示出了如图5中所示的传输线1的截面图。然而，根据传输线1的另一实施例，在第一衬底层18的外表面处布置有第一接地电极29，以及在第二衬底层19的外表面处布置有第二接地电极30。接地电极29、30将电磁波限制在两个接地电极29、30之间的空间中，以及因此导致沿传输线1的信号传播的特征特性的修改。

在图12中示出了传输线1的另一示例性实施例的示意俯视图。由于可调串联电容器14以及可调并联电容器15的重叠区域6、10、11的不规则布置和形状，该实施例不同于图1中所示的实施例。如从图12的示例性实施例中可以看出，相邻的可调串联电容器14之间的距离d、d'和d''可以变化。此外，可调串联电容器14的每个重叠区域6的形状和面积也可以变化。而且，可调并联电容器15的重叠区域10、11的形状和面积可以在相邻的可调并联电容器15之间变化，导致例如重叠区域10、11的不同尺寸。可调串联电容器14和可调并联电容器15的距离、形状和面积上的这些变化导致传输线1的不同的相移性质，并考虑到了根据个别要求容易地调整性质。

图13示出了类似于图12的传输线1的仍有另一示例性实施例的俯视图。第一电极2和第二电极7的下段3和上段4是L形而不是图1或图12中所示的实施例内的下段3和上段4的直线形。在图13中，下段3利用水平线来加阴影线，而上段4利用垂直线来加阴影线。由于L形的下段3和上段4的布置，每个下段3或上段4的相对端部分31与相邻的上段4或下段3的对应的端部分31重叠并且形成对于相应第一电极2或第二电极7的可调串联电容器14的重叠区域6。第一电极2的每个下段3或上段4的中间的拐角部分32与第二电极7的对应的上段4或下段3的拐角部分32重叠，从而导致在第一电极2和第二电极7之间形成可调并联电容器15的重叠区域10、11。

Claims (17)

1.一种具有传输线(1)的射频相移设备，所述传输线(1)包括与彼此以一距离间隔的第一电极(2)和第二电极(7)，并且所述第一电极(2)和所述第二电极(7)适合于并用于沿所述第一电极(2)和所述第二电极(7)的射频电磁信号的传播，在相应电磁信号之间具有180°的相位差，其中可调介电材料(13)影响了沿所述传输线(1)传播的所述电磁信号的相移，其特征在于，所述第一电极(2)和所述第二电极(7)中的每个被划分成若干上段(4)和下段(3)，所述上段(4)和所述下段(3)在垂直于所述传输线(1)的第一方向上被间隔开并沿所述传输线(1)被串联布置，由此相邻的下段(3)和上段(4)包括串联重叠区域(6)，所述串联重叠区域(6)填充有所述可调介电材料(13)，由此各自形成可调串联电容器(14)，并且进一步其特征在于，所述第一电极(2)和所述第二电极(7)在垂直于所述第一方向的第二方向上被间隔开，由此所述传输线(1)包括并联重叠部分，其中所述第一电极(2)的第一重叠区域(10)由所述第二电极(7)的第二重叠区域(11)或所述电容器电极(21)的第一电容器电极区域(22)重叠，并且其中所述第二电极(7)的第二重叠区域(11)由所述第一电极(2)的所述第一重叠区域(10)或电容器电极(21)的第二电容器电极区域(23)重叠，以及由此所述可调介电材料(13)被布置在相应的所述第二重叠区域(11)或所述第一电容器电极区域(22)与所述第一电极(2)的所述第一重叠区域(10)之间和所述第一重叠区域(10)或所述第二电容器电极区域(23)与所述第二电极(7)的所述第二重叠区域(11)之间，以便在所述传输线(1)的所述并联重叠部分内提供可调并联电容器(15)，所述传输线(1)的所述并联重叠部分影响了沿所述传输线(1)的所述并联重叠部分传播的射频电磁信号的所述相位。

2.根据权利要求1所述的射频相移设备，其中所述第一电极(2)的所述第一重叠区域(10)重叠了所述第二电极(7)的所述第二重叠区域(11)，以便在所述传输线(1)的所述并联重叠部分内提供所述可调并联电容器(15)。

3.根据权利要求1所述的射频相移设备，其中所述第一电极(2)和所述第二电极(7)在所述第二方向上被并排布置，并且其中在并联重叠部分内的所述第一电极(2)和所述第二电极(7)的相应上段(4)和下段(3)在所述第一方向上布置在相同水平处，并且其中电容器电极(21)在所述第一方向上布置在所述第一电极(2)和所述第二电极(7)的对应上段(4)或下段(3)的上方或下方，以这样的方式使得第一电容器电极区域(22)重叠所述第一电极(2)的所述第一重叠区域(10)并且使得第二电容器电极区域(23)重叠所述第二电极(7)的所述第二重叠区域(11)，因此在所述电容器电极(21)与所述并联重叠部分内的相应第一重叠区域(10)和第二重叠区域(11)之间提供两个并联板电容器区域。

4.根据权利要求1所述的射频相移设备，其特征在于，所述第一电极(2)和所述第二电极(7)的所有上段(4)都布置在上水平处，并且因为所述第一电极(2)和所述第二电极(7)的所有下段(3)都布置在下水平处，所述下水平沿所述第一方向与所述上水平间隔开。

5.根据权利要求2或4所述的射频相移设备，其特征在于，沿所述传输线(1)在并联重叠部分内，所述第一电极(2)的上段(4)与所述第二电极(7)的下段(3)配对，或者所述第一电极(2)的下段(3)与所述第二电极(7)的上段(4)配对。

6.根据权利要求3或4所述的射频相移设备，其特征在于，沿所述传输线(1)在并联重叠部分内，所述第一电极(2)和所述第二电极(7)的上段(4)配对，或者所述第一电极(2)和所述第二电极(7)的下段(3)配对。

7.根据权利要求4所述的射频相移设备，其特征在于，所述第一电极(2)和所述第二电极(7)的所有上段(4)都布置在第一衬底层(18)的第一表面处，并且因为所述第一电极(2)和所述第二电极(7)的所有下段(3)都布置在第二衬底层(19)的第二表面处，由此所述第一衬底层(18)的所述第一表面面对所述第二衬底层(19)的所述第二表面。

8.根据权利要求7所述的射频相移设备，其特征在于，所述第一衬底层(18)的所述第一表面和所述第二衬底层(19)的所述第二表面限制了所述可调介电材料(13)。

9.根据权利要求1所述的射频相移设备，其特征在于，所述第一电极(2)和所述第二电极(7)的所述上段(4)和所述下段(3)电连接到至少一个偏置电压源的第一和第二偏置电极(16、17)。

10.根据权利要求9所述的射频相移设备，其特征在于，所述第一和第二偏置电极(16、17)的宽度小于所述第一和第二电极(2、7)的宽度。

11.根据权利要求3所述的射频相移设备，其特征在于，重叠所述第一和第二电极(2、7)的下段(3)的所有电容器电极(21)沿所述第一方向布置在相同的第一电容器水平处，由此在所述第一电容器水平处的所有电容器电极(21)与第一电容器电极偏置线(24)连接，并且因为重叠所述第一和第二电极(2、7)的上段(4)的所有电容器电极(21)沿所述第一方向布置在相同的第二电容器水平处，由此在所述第二电容器水平处的所有电容器电极(21)与第二电容器电极偏置线(25)连接。

12.根据权利要求1所述的射频相移设备，其特征在于，所述第一或所述第二电极(2、7)或两个电极(2、7)可以被称为一个或多个接地电极(29、30)，所述一个或多个接地电极(29、30)与对应的第一或第二电极(2、7)以一距离被间隔。

13.根据权利要求1所述的射频相移设备，其特征在于，连续的可调串联电容器(14)或可调并联电容器(15)之间的所述距离可以沿所述传输线(1)恒定或变化。

14.根据权利要求1所述的射频相移设备，其特征在于，所述可调串联电容器(14)的所述串联重叠区域(6)的尺寸或形状以及所述可调并联电容器(15)的所述第一重叠区域(10)和第二重叠区域(11)的尺寸或形状可沿所述传输线(1)相同或变化。

15.一种相控阵天线，其包括：若干天线元件；信号馈送网络，信号从所述信号馈送网络被传输到所述若干天线元件或者信号从所述若干天线元件传输到所述信号馈送网络；以及针对每个天线元件，一根据权利要求1-14中任一项所述的射频相移设备，由此从所述信号馈送网络传输到相应天线元件或者从所述相应天线元件传输到所述信号馈送网络的每个信号的所述相位被修改，以便根据天线系统的辐射的优选方向调整每个信号的叠加。

16.根据权利要求15所述的相控阵天线，其特征在于，所述相控阵天线在彼此之上包括第一衬底层(18)、可调层、第二衬底层(19)以及对于所述天线元件的每个具有辐射天线结构的天线层。

17.根据权利要求15或16所述的相控阵天线，其特征在于，第一衬底层(18)和第二衬底层(19)由玻璃材料组成，并且可调层包括具有可调介电性质的液晶材料。

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