CN114006169A - 扫描天线 - Google Patents

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CN114006169A
CN114006169A CN202111261997.2A CN202111261997A CN114006169A CN 114006169 A CN114006169 A CN 114006169A CN 202111261997 A CN202111261997 A CN 202111261997A CN 114006169 A CN114006169 A CN 114006169A
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conductive
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conductive part
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席克瑞
贾振宇
粟平
蒋慧慧
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李欢
秦锋
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Abstract

本发明公开了一种扫描天线，属于无线通信技术领域，扫描天线包括相对设置的第一基板、第二基板，以及位于第一基板和第二基板之间的液晶层；还包括馈电信号接入端和多个移相单元，多个移相单元相互连接，每个移相单元均与馈电信号接入端连接，至少两个移相单元到馈电信号接入端之间的电学长度不同。本发明不仅可以实现一维波束扫描，而且扫描效果好，无需对每个移相单元独立施加偏置电压，可以大大简化偏置电压线的设置，有利于降低制作成本，降低布线难度，可应用于高铁及地铁沿线等场景。

Description

扫描天线
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，更具体地，涉及一种扫描天线。
背景技术
液晶天线基于液晶分子各向异性的特点，利用电信号控制液晶分子的排列，从而改变各移相器单元的微波介电参数，藉以控制各单元中微波信号的相位，最终实现天线辐射波束指向的控制。根据波束扫描维度区分，可分为一维扫描和二维扫描天线，可应用于卫星通信，5G毫米波基站等场景。
现有的二维扫描液晶天线中，通常需对每个移相器单元施加独立的偏置电压，以驱动对应的液晶分子偏转，从而实现各移相器单元的独立相位控制，因此需设置相对较为复杂的偏置线路，以及成本较高的驱动电路控制板。当天线阵列规模增加时，复杂度及成本更是数量级增长。并且为了使得偏置电压不在各移相器之间串扰，通常需要使馈电功分网络和移相器之间耦合连接，不可避免会引入耦合损耗。但对于特定的应用场景，比如高铁及地铁沿线，无需技术复杂及成本高昂的二维波束扫描天线，仅需一维波束扫描天线即可。
因此，提供一种可实现一维波束扫描，无需复杂的偏置线路，且不存在耦合损耗，天线成本亦相对较低的扫描天线，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种扫描天线，以实现一维波束扫描的同时，又可以解决现有技术中的天线偏置线路的设置相对复杂、制作成本较高且具有耦合损耗的问题。
本发明公开了一种扫描天线，包括：相对设置的第一基板和第二基板，以及位于第一基板和第二基板之间的液晶层；还包括馈电信号接入端和多个移相单元，多个移相单元相互连接，每个移相单元均与馈电信号接入端连接，至少两个移相单元到馈电信号接入端之间的电学长度不同。
与现有技术相比，本发明提供的扫描天线，至少实现了如下的有益效果：
本发明的扫描天线中的各移相单元相互连接，仅需要一条偏置电压线给所有移相单元相同的偏置电压信号，通过偏置电压信号改变整体液晶介电常数，由于改变的是扫描天线中整体液晶介电常数，因此此时需要通过对馈电路径长度的设置，即本发明的各移相单元虽然连接在一起，但至少两个移相单元到馈电信号接入端的电学长度不同，电学长度不同可以理解为该两个移相单元分别与馈电信号接入端实现电连接的长度不同，则馈入到各辐射体的微波信号所走的物理路径长度不一致，呈现等差关系，即给各路微波信号赋予一个初始相位差，使得该相位差可调，最终实现波束扫描。本发明仅需对各移相器单元施加同一偏置电压即可，无需对每个移相单元独立施加偏置电压，因此偏置电压线的设置大大简化，理论上移相单元所在金属层仅需设置一根偏置电压线即可，液晶偏置控制电路的设计难度和成本也大大降低。本发明的各移相单元施加同一偏置电压即可，无需对各移相单元独立施加偏置电压，因此馈电信号接入端和各移相单元之间可以直连，可以避免耦合损耗及工作带宽降低的问题。本发明不仅可以实现一维波束扫描，而且扫描效果好，有利于降低制作成本，降低布线难度，可应用于高铁及地铁沿线等场景。
当然，实施本发明的任一产品不必特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明实施例提供的扫描天线的一种平面结构示意图；
图2是图1中A-A’向的一种剖面结构示意图；
图3是图2中第一基板朝向第二基板一侧表面的一种结构示意图；
图4是图2中第二基板朝向第一基板一侧表面的一种结构示意图；
图5是图2中第二基板远离第一基板一侧表面的一种结构示意图；
图6是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图；
图7是图6中B-B’向的一种剖面结构示意图；
图8是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图；
图9是图8中C-C’向的一种剖面结构示意图；
图10是图9中第一基板朝向第二基板一侧表面的一种结构示意图；
图11是图9中第二基板朝向第一基板一侧表面的一种结构示意图；
图12是图9中第二基板远离第一基板一侧表面的一种结构示意图；
图13是图9中第一基板朝向第二基板一侧表面的另一种结构示意图；
图14是图9中第一基板朝向第二基板一侧表面的另一种结构示意图；
图15是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图；
图16是图15中第一基板朝向第二基板一侧表面的一种结构示意图；
图17是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图；
图18是图17中第一基板朝向第二基板一侧表面的一种结构示意图；
图19是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图；
图20是图19中第一基板朝向第二基板一侧表面的一种结构示意图；
图21是图19中D-D’向的一种剖面结构示意图；
图22是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图；
图23是图22中第一基板朝向第二基板一侧表面的一种结构示意图；
图24是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图；
图25是图24中第一基板朝向第二基板一侧表面的一种结构示意图；
图26是图24中第二基板朝向第一基板一侧表面的一种结构示意图；
图27是图24中第二基板远离第一基板一侧表面的一种结构示意图；
图28是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图；
图29是图28中第一基板朝向第二基板一侧表面的一种结构示意图；
图30是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图；
图31是图30中第一基板朝向第二基板一侧表面的一种结构示意图；
图32是图30中第二基板朝向第一基板一侧表面的一种结构示意图；
图33是图30中第二基板远离第一基板一侧表面的一种结构示意图；
图34是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图；
图35是图34中E-E’向的一种剖面结构示意图；
图36是图34中第一基板朝向第二基板一侧表面的一种结构示意图；
图37是图34中第二基板朝向第一基板一侧表面的一种结构示意图；
图38是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图；
图39是图38中F-F’向的一种剖面结构示意图；
图40是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图；
图41是图40中第二基板朝向第一基板一侧表面的一种结构示意图；
图42是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图；
图43是图42中第二基板朝向第一基板一侧表面的一种结构示意图；
图44是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图；
图45是图44中第二基板朝向第一基板一侧表面的一种结构示意图；
图46是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图；
图47是图46中G-G’向的一种剖面结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
请结合参考图1-图2，图1是本发明实施例提供的扫描天线的一种平面结构示意图，图2是图1中A-A’向的一种剖面结构示意图(可以理解的是，为了清楚示意本实施例的结构，图1中进行了透明度填充)，本实施例提供的一种扫描天线000，包括：相对设置的第一基板10和第二基板20(图2中未填充)，以及位于第一基板10和第二基板20之间的液晶层30；
还包括馈电信号接入端40和多个移相单元50，多个移相单元50相互连接，每个移相单元50均与馈电信号接入端40连接，至少两个移相单元50到馈电信号接入端40之间的电学长度不同。可以理解的是，本实施例的图中仅以扫描天线000包括三个移相单元50为例进行举例说明，并不表示实际数量，具体实施时，可根据实际需求设置移相单元50的数量。
具体而言，本实施例的扫描天线000可以为一维波束扫描天线，一维扫描天线是指天线的波束扫描方向只沿着一维方向实现平面扫描。本实施例的扫描天线000包括相对设置的第一基板10和第二基板20，以及位于第一基板10和第二基板20之间的液晶层30，可选的，第一基板10和第二基板20之间可通过框胶60实现液晶层30在第一基板10和第二基板20之间的封装。扫描天线000还包括馈电信号接入端40和多个移相单元50，多个移相单元50相互连接，可选的，多个移相单元50可沿同一个方向依次排列(如图1所示)，多个移相单元50也可以阵列排布(未附图示意)，本实施例对于多个移相单元50的排布方式不作具体限定，具体实施时，可根据实际需求选择设置。本实施例的移相单元50为波传输结构，可以为微带线，用于微波信号的传输。每个移相单元50均与馈电信号接入端40连接，通过馈电信号接入端40馈入微波信号，可选的，馈电信号接入端40可以连接一个射频连接器(图中未示意)，该射频连接器可以焊接在第一基板10上，也可以焊接在第二基板20上，只需满足最终与移相单元50连接，实现微波信号的馈入即可。
本实施例设置至少两个移相单元50到馈电信号接入端40之间的电学长度不同，电学长度不同可以理解为该两个移相单元50分别与馈电信号接入端40实现电连接的长度不同，而该两个移相单元50与馈电信号接入端40在实际布设空间上的距离可以相同也可以不同，如图1所示的实施方式中，多个移相单元50包括第一移相单元50A和第二移相单元50B，其中，第一移相单元50A和第二移相单元50B均与图1中左侧的馈电信号接入端40连接，第一移相单元50A到馈电信号接入端40之间的电学长度为L，第二移相单元50B到馈电信号接入端40之间的电学长度为2L，而从实际布设空间上看，第一移相单元50A到馈电信号接入端40之间的距离与第二移相单元50B到馈电信号接入端40之间的距离也不同。可选的，具体实施时，也可以将第一移相单元50A到馈电信号接入端40之间的实际空间距离设置为与第二移相单元50B到馈电信号接入端40之间的实际空间距离相同，本实施例在此不作限定。
可选的，请结合参考图1-图2、图3-图5，图3是图2中第一基板朝向第二基板一侧表面的一种结构示意图，图4是图2中第二基板朝向第一基板一侧表面的一种结构示意图，图5是图2中第二基板远离第一基板一侧表面的一种结构示意图，本实施例的扫描天线还可以包括辐射体01和金属地层02，辐射体01和金属地层02与波传输结构的移相单元50共同完成波束扫描工作。如图1所示，金属地层02上可以开设多个辐射孔02K，各个移相单元50的微带线仅以包括一根直的微带线为例进行示例说明，辐射体01可以为块状的辐射贴片，其中，辐射体01可以设置在第二基板20的上表面(即第二基板20远离第一基板10的一侧表面)，金属地层02可以设置在第二基板20的下表面(即第二基板20朝向第一基板10一侧的表面)，且辐射孔02K与辐射体01的位置相对应，辐射孔02K可将各个移相单元50的微带线上传输的微波信号耦合至辐射体01，辐射体01主要用于将微波信号辐射出去。本实施例的移相单元50可以设置在第一基板10的上表面(即第一基板10朝向第二基板20一侧的表面)，使得微带线的移相单元50与金属地层02之间包括液晶层30。
由于要实现波束扫描，首先需要相邻移相单元50之间的微波具有一定相位差；其次，该相位差的实现，是通过改变相邻移相单元50之间微带线上面的介质介电常数实现的。当液晶层30的液晶分子在偏置电压的作用下，从平躺状态变为竖直状态时，其介电常数从ε1变为ε2，其中，ε1为液晶分子在平躺状态下的介电常数，ε2为液晶分子在竖直状态下的介电常数。那么，相邻移相单元50之间的相位差即从
Figure BDA0003326071380000072
变为
Figure BDA0003326071380000073
从而，扫描天线000的波束指向角度就从θ1变为θ2。为了使扫描天线000的波束扫描角度对称，一般希望当液晶层30的液晶分子处于平躺和竖直之间的中间状态时，扫描天线000的辐射波束角度也处于竖直状态，即波束处于未扫描的状态。该状态需要相邻移相单元50之间的相位差为2π的整数倍。
而本实施例提供的扫描天线000在进行一维波束扫描工作时，相邻移相单元50之间的距离为L，当液晶层30的液晶分子介于平躺和竖直之间的中间状态时，其介电常数的平方根为
Figure BDA0003326071380000071
其中，ε1为液晶分子在平躺状态下的介电常数，ε2为液晶分子在竖直状态下的介电常数，通过本实施例的至少两个移相单元50到馈电信号接入端40之间的电学长度不同的设计，使得此时相邻两个移相单元50之间的相位差为2mπ，其中m为正整数；当液晶分子处于平躺状态时，其介电常数为ε1，此时相邻移相单元50之间的相位差为
Figure BDA0003326071380000077
当液晶分子处于竖直状态时，其介电常数为ε2，此时相邻移相单元50之间的相位差为
Figure BDA0003326071380000074
因此，此时只需通过调整偏置电压，可使相邻移相单元50之间的相位差在
Figure BDA0003326071380000075
和
Figure BDA0003326071380000076
之间变化，最终实现波束扫描。
本实施例中的各移相单元50是连接在一起的，仅需要一条偏置电压线给所有移相单元50相同的偏置电压信号，通过偏置电压信号改变整体液晶介电常数，由于改变的是扫描天线000中整体液晶介电常数，因此此时需要通过对馈电路径长度的设置，即本实施例的各移相单元50虽然连接在一起，但至少两个移相单元50到馈电信号接入端40的电学长度不同，或者理解为各移相单元50到馈电信号接入端40的电学长度不同，则馈入到各辐射体01的微波信号所走的物理路径长度不一致，呈现等差关系，即给各路微波信号赋予一个初始相位差，使得该相位差可调，最终实现波束扫描。
对于现有技术中常规的液晶天线，移相单元的微带线的物理长度为等长设计，并采用等路径长度并联到馈入点，因此对于每个辐射单元而言，微波信号到达辐射单元之前，所走的物理路径长度相同。为了实现移相，需对每个移相单元施加独立的偏置电压，来改变各移相单元所对应液晶介质介电常数，最终实现各路径微波信号的相位差。因为要对每个移相单元独立施加偏置电压，所以，所需的偏置线网络设置较为复杂。而且，液晶偏置控制电路设计也较为复杂，成本较高。本实施例提供的扫描天线000，通过对馈电路径的设置，使得从馈电信号接入端40馈入到各移相单元50的电学长度不同，则到达辐射体01的微波信号所走的物理路径长度不一致，呈现等差关系，即给各路微波信号赋予一个初始相位差。通过一条偏置电压线给入的偏置电压改变整体液晶介电常数，使得该相位差可调，最终实现波束扫描。本实施例中，仅需对各移相器单元50施加同一偏置电压即可，无需对每个移相单元50独立施加偏置电压。因此偏置电压线的设置大大简化，理论上移相单元50所在金属层仅需设置一根偏置电压线即可，则液晶偏置控制电路的设计难度和成本也大大降低。
对于现有技术中常规的液晶天线，为了防止偏置电压在各移相单元之间串扰，馈电功分网络和移相单元之间需通过耦合连接的方式实现微波信号的传输，不能直连。因此馈电功分网络和移相单元之间不可避免存在一定的耦合损耗，且该耦合的方式，通常会降低微波信号的工作带宽。本实施例提供的扫描天线000，各移相单元50施加同一偏置电压即可，无需对各移相单元50独立施加偏置电压，因此馈电信号接入端40和各移相单元50之间可以直连，可以避免上述耦合损耗及工作带宽降低的问题。
本实施例提供的扫描天线000，由于多个移相单元50相互连接，因此仅需要一根偏置电压线即可给微带线结构的移相单元50和金属地层02之间施加偏置电压，无需复杂的偏置线路，且由于每个移相单元50均与馈电信号接入端40连接，因此不存在馈电功分网络和移相单元之间的耦合损耗，不仅可以实现一维波束扫描，而且扫描效果好，有利于降低制作成本，降低布线难度，可应用于高铁及地铁沿线等场景。
可以理解的是，本实施例的图1-图5仅是举例示意移相单元50、辐射体01、金属地层02可以包括的结构、形状和设置位置，但不局限于此，还可以为其他可实现扫描功能的设置结构，本实施例对此不作限制，仅需满足能够实现一维波束扫描即可。本实施例的图中移相单元50左侧的馈电信号接入端40可以连接射频连接器(图中未示意)，射频连接器接入微波信号发射机，为各个移相单元50直接提供微波信号。可选的，馈电信号接入端40也可以在第二基板20一侧，然后通过耦合的方式将高频信号耦合到第一基板10的微带线结构的移相单元50上。
在一些可选实施例中，请结合参考图6和图7，图6是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图，图7是图6中B-B’向的一种剖面结构示意图(可以理解的是，为了清楚示意本实施例的结构，图6中进行了透明度填充)，本实施例中，扫描天线000还包括负载70，多个相互连接的移相单元50的一端与馈电信号接入端40连接，多个相互连接的移相单元50的另一端与负载70连接。
本实施例解释说明了多个相互连接的移相单元50还连接有负载70，可选的，多个相互连接的移相单元50的输入端可以与馈电信号接入端40连接，多个相互连接的移相单元50的输出端可以与负载70连接，负载70可以为一种吸波的器件结构，在多个相互连接的移相单元50的输出端匹配负载70可以让到达移相单元50(微带线结构)尾部的微波完全消耗掉，而不会反射回前面部分的移相单元50(微带线结构)去，负载70可以是相匹配的吸波材料，或者匹配的电路结构，本实施例对此不作限定。
在一些可选实施例中，请结合参考图8-图12，图8是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图，图9是图8中C-C’向的一种剖面结构示意图(可以理解的是，为了清楚示意本实施例的结构，图8中进行了透明度填充)，图10是图9中第一基板朝向第二基板一侧表面的一种结构示意图，图11是图9中第二基板朝向第一基板一侧表面的一种结构示意图，图12是图9中第二基板远离第一基板一侧表面的一种结构示意图，本实施例中，移相单元50包括第一导电部101，第一导电部101设置于第一基板10朝向第二基板20的一侧；
第二基板20朝向第一基板10的一侧包括第二导电部201，第二导电部201包括多个通孔201K；
第二基板20远离第一基板10的一侧包括多个第三导电部202，第三导电部202向第二基板20的正投影与通孔201K向第二基板20的正投影交叠，第一导电部101向第二基板20的正投影位于相邻两个第三导电部202向第二基板20的正投影之间；其中，
馈电信号接入端40接收的馈入信号传输至第一导电部101，第一导电部101将信号通过第二导电部201的通孔201K耦合至第三导电部202。
可选的，第一导电部101为用于波传输功能的微带线，第二导电部201为整面结构，第二导电部201接地信号，第三导电部202为块状结构。
本实施例解释说明了扫描天线000可以为设置与第一基板10和第二基板20上的三层金属导电结构，其中，第一基板10朝向第二基板20的一侧设置移相单元50，移相单元50可以包括微带线结构的第一导电部101；第二基板20朝向第一基板10的一侧包括接地信号的第二导电部201，第二导电部201可以为整面设置于第二基板20表面的结构，第二导电部201上开设有多个通孔201K，通孔201K用于辐射信号出去；第二基板20远离第一基板10的一侧包括多个块状的第三导电部202，第三导电部202作为辐射贴片使用，用于将微波信号辐射出去，第三导电部202的设置位置与通孔201K的设置位置相对应，即第三导电部202向第二基板20的正投影与通孔201K向第二基板20的正投影交叠，而微带线结构的第一导电部101向第二基板20的正投影位于相邻两个第三导电部202向第二基板20的正投影之间，形成一个移相单元50。本实施例设置的扫描天线000，同样仅需要一根偏置电压线即可给微带线结构的第一导电部101和第二导电部201之间施加偏置电压，无需复杂的偏置线路，且由于每个移相单元50均与馈电信号接入端40连接，因此不存在馈电功分网络和移相单元之间的耦合损耗，不仅可以实现一维波束扫描，而且扫描效果好，有利于降低制作成本，降低布线难度。并且由于作为辐射贴片的第三导电部202位于第二基板20远离第一基板10的一侧，其下方没有液晶材料，当通过偏置电压改变液晶介电常数时，对第三导电部202的辐射性能影响不大，有利于提升扫描性能。
在一些可选实施例中，请继续结合参考图1-图5、图8-图12，本实施例中，第二导电部201上开设的通孔201K向第二基板20的正投影的形状包括条状、H状中的一种。
本实施例解释说明了用于将各个移相单元50的微带线上传输的微波信号耦合至辐射贴片的通孔201K向第二基板20的正投影的形状可以为图1和图4示意的条状，还可以为图8和图11示意的H状，本实施例将通孔201K向第二基板20的正投影的形状设置为H状，可便于调节提高微带线的第一导电部101通过第二导电部201上的通孔201K，将微波信号传递给第三导电部202的效率，有利于提升扫描性能。
在一些可选实施例中，请结合参考图8-图12和图13、图14，图13是图9中第一基板朝向第二基板一侧表面的另一种结构示意图，图14是图9中第一基板朝向第二基板一侧表面的另一种结构示意图，本实施例中，第一导电部101包括直线状、曲线状、折线状中的一种。
本实施例进一步解释说明了作为微带线使用的各个第一导电部101的形状可以是如图10所示的直线状，还可以是如图13所示的曲线状，还可以是如图14所示的折线状，本实施例对此不作具体限定，仅需满足从馈电信号接入端40馈入到移相单元50的第一导电部101的电学长度不同，则到达辐射贴片的第三导电部202的微波信号所走的物理路径长度不一致，且呈现等差关系，即给各路微波信号赋予一个初始相位差，然后只需通过一条偏置电压线给入的偏置电压改变整体液晶介电常数，使得该相位差可调，最终实现本实施例扫描天线000的波束扫描即可。可以理解的是，本实施例仅是举例说明第一导电部101可以包括的形状，但不局限于此，具体实施时，作为微带线使用的第一导电部101的形状还可以包括其他如缺陷地结构、复合左右手结构等慢波状的结构，还可以为其他形状，本实施例在此不作赘述。
可选的，请结合参考图15和图16，图15是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图(可以理解的是，为了清楚示意本实施例的结构，图15中进行了透明度填充)，图16是图15中第一基板朝向第二基板一侧表面的一种结构示意图，本实施例中，第一导电部101为蛇形弯折状。
本实施例设置折线状、曲线状、蛇形弯折状的第一导电部101，可以实现对微带线作用的第一导电部101的增长，移相量的公式是
Figure BDA0003326071380000121
Figure BDA0003326071380000122
其中，λ0为微波信号在真空中的波长，可以理解成常数；L为相邻移相单元50之间微带线的物理长度；εe为有效介电常数，跟液晶的状态相关。由于本实施例液晶层30中的液晶分子的介电变化范围是固定的，即εe的变化量也是固定的。所以，要实现较大的移相量，可通过增加相邻移相单元50之间的微带线物理长度L。而将第一导电部101设置成折线状、曲线状、蛇形弯折状，可以进一步增加相邻移相单元50之间的微带线长度，进而能够实现较大的移相量，有利于提升扫描天线000的扫描效果。
在一些可选实施例中，请继续结合参考图15和图16，本实施例中，在平行于第一基板10所在平面的方向上，多个第一导电部101沿同一方向依次排列且相互连接，相邻两个第一导电部101的电学长度相等。
本实施例解释说明了设置至少两个移相单元50(第一导电部101)到馈电信号接入端40之间的电学长度不同，当多个移相单元50相互连接时，可以设置在平行于第一基板10所在平面的方向上，多个第一导电部101沿同一方向依次排列且相互串联实现连接，此时任意相邻两个第一导电部101分别与馈电信号接入端40实现电连接的电学长度不同，而该两个第一导电部101的到馈电信号接入端40之间的实际空间距离也不相同。如图15和图16所示，相邻两个移相单元50包括第一移相单元50A和第二移相单元50B，其中，第一移相单元50A和第二移相单元50B均与图15和图16中左侧的馈电信号接入端40连接，第一移相单元50A到馈电信号接入端40之间的电学长度为L，第二移相单元50B到馈电信号接入端40之间的电学长度为2L，而从实际布设空间上看，第一移相单元50A到馈电信号接入端40之间的物理距离与第二移相单元50B到馈电信号接入端40之间的物理距离也不同。
本实施例还设置了相邻两个移相单元50(第一导电部101)的电学长度相等，虽然任意相邻两个第一导电部101分别与馈电信号接入端40实现电连接的电学长度不同，即图15和图16中第一移相单元50A到馈电信号接入端40之间的电学长度与第二移相单元50B到馈电信号接入端40之间的电学长度不同，不同的第一移相单元50A到馈电信号接入端40之间的距离与第二移相单元50B到馈电信号接入端40之间的物理路径也不同，但是设置相邻两个第一导电部101的电学长度相等，从而可以保证波束扫描过程中的相位差相同，进而有利于提高扫描效果。
在一些可选实施例中，请结合参考图17和图18，图17是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图(可以理解的是，为了清楚示意本实施例的结构，图17中进行了透明度填充)，图18是图17中第一基板朝向第二基板一侧表面的一种结构示意图，本实施例中，扫描天线000包括多个移相单元行50H，多个第一导电部101沿第一方向X依次排列且相互连接，形成一个移相单元行50H，多个移相单元行50H沿第二方向Y依次排列，其中，在平行于第一基板10所在平面的方向上，第一方向X和第二方向Y相交；可选的，本实施例以在平行于第一基板10所在平面的方向上，第一方向X和第二方向Y相互垂直为例进行示例说明；
每个移相单元行50H的一端均与馈电信号接入端40连接。
本实施例解释说明了扫描天线000中的各个移相单元50还可以为串联并联混合进行微波信号馈入的结构，即扫描天线000可以包括多个移相单元行50H，每个移相单元行50H中的多个第一导电部101沿第一方向X依次排列且相互连接，形成一个移相单元行50H，而多个移相单元行50H沿第二方向Y依次排列，最终形成每个移相单元行50H的一端均与图17和图18中左侧的馈电信号接入端40连接。由于扫描天线000的增益与辐射单元的整体数量成正比，本实施例将扫描天线000中的各个移相单元50设计为面阵结构，即各个移相单元50为串联并联的混合设计，面阵结构的移相单元50数量相比于线阵结构的数量更多，所以其增益更大。本实施例为了提高天线增益，将天线设计成面阵形式，在馈电信号接入端40处可以采用功分器100(实现信号一传多功能)，将微波信号分配给每个移相单元行50H的移相单元50，从而可以实现一维波束扫描的同时，还可以提升整个扫描天线000的增益。
可选的，本实施例的图17和图18中仅以馈电信号接入端40在第二方向Y上的四个移相单元行50H的中间位置，即四个移相单元行50H在馈电信号接入端40的两侧相对称，从而可以有利于减小第二方向Y上不同移相单元行50H之间的相位差，有利于更好的实现第一方向X上的一维波束扫描。
进一步可选的，如图17和图18所示，本实施例的馈电信号接入端40与每个移相单元行50H连接时，可在馈电信号接入端40与部分移相单元行50H之间加入一个调节负载80，用于调节移相单元行50H到馈电信号接入端40的电学长度，使得通过设置该调节负载80的大小可以进一步减小第二方向Y上不同移相单元行50H之间的相位差，增加扫描天线的效果。
可以理解的是，本实施例仅是以每个移相单元行50H中包括三个相连的第一导电部101、扫描天线000包括四个沿第二方向Y依次排列的移相单元行50H为例进行示意说明，但不局限于此数量，具体实施时，可根据实际需求选择设置扫描天线000中移相单元行50H和第一导电部101的数量，本实施例不作赘述。本实施例仅是以每个第一导电部101为蛇形弯折状为例进行示例说明，但不局限于此形状，还可以为其他形状的微带线结构，本实施例在此不作赘述。
在一些可选实施例中，请结合参考图19、图20和图21，图19是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图(可以理解的是，为了清楚示意本实施例的结构，图19中进行了透明度填充)，图20是图19中第一基板朝向第二基板一侧表面的一种结构示意图，图21是图19中D-D’向的一种剖面结构示意图，本实施例中，第一基板10和第二基板20之间还包括介质层90，介质层90向第一基板10的正投影与馈电信号接入端40向第一基板10的正投影交叠，馈电信号接入端40向第一基板10的正投影与液晶层30向第一基板10的正投影不交叠；
介质层90包括空气或/和固体介质。
本实施例解释说明了由于每个移相单元行50H与馈电信号接入端40电连接时相互之间的电学长度不同，如图19和图20中的一个移相单元行50H1到馈电信号接入端40之间的电学长度就大于另一个移相单元行50H2到馈电信号接入端40之间的电学长度，电学长度的不同容易引起相位差。因此为了防止具有并联关系的各移相单元行50H之间出现相位差，本实施例设置第一基板10和第二基板20之间在馈电信号接入端40位置处还包括介质层90，即介质层90向第一基板10的正投影与馈电信号接入端40向第一基板10的正投影交叠，可选的，馈电信号接入端40与每个移相单元行50H实现连接的功分器100(实现信号一传多功能)位置处也包括介质层90；其中馈电信号接入端40向第一基板10的正投影与液晶层30向第一基板10的正投影是不交叠的，介质层90的材料可以是低损耗的材料，如空气，或固体介质，或者还可以是空气和固体介质的混合材料，本实施例对此不作具体限定，仅需满足介质层90为低损耗的材料即可；可选的，介质层90的材料可以排除框胶60，由于框胶60的材料对信号的损耗较大，因此馈电信号接入端40与每个移相单元行50H实现连接的功分器100位置处应避免设置框胶60，有利于增强天线增益，避免信号损耗。本实施例通过在馈电信号接入端40和功分器100所对应的区域设置介质层90，使得液晶层30的液晶分子避免出现在该区域，从而可以防止具有并联关系的各移相单元行50H之间出现相位差，提升天线的扫描效果。
可选的，请继续结合参考图19-图21，扫描天线000中的各个移相单元50还可以为串联并联混合进行微波信号馈入的结构，即扫描天线000可以包括多个移相单元行50H，每个移相单元行50H中的多个第一导电部101沿第一方向X依次排列且相互连接，形成一个移相单元行50H，而多个移相单元行50H沿第二方向Y依次排列，最终形成每个移相单元行50H的一端均与图中左侧的馈电信号接入端40连接时，每个移相单元行50H的另一端可以均连接一个负载70，负载70可以为一种吸波的器件结构，每个移相单元行50H中，在多个相互连接的移相单元50的输出端匹配负载70可以使得到达每个移相单元行50H尾部的微波完全消耗掉，而不会反射回前面部分的移相单元50(微带线结构)去，负载70可以是相匹配的吸波材料，或者匹配的电路结构，本实施例对此不作限定。
在一些可选实施例中，请结合参考图22和图23，图22是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图(可以理解的是，为了清楚示意本实施例的结构，图22中进行了透明度填充)，图23是图22中第一基板朝向第二基板一侧表面的一种结构示意图，本实施例中，扫描天线000包括至少两个第一导电部101，两个第一导电部101所在位置到馈电信号接入端40的直线距离相等；
两个第一导电部101到馈电信号接入端40的电学长度不同。
本实施例解释说明了在布设空间上，扫描天线000中的不同移相单元50到馈电信号接入端40的物理距离可以设置为相等或接近相等，即扫描天线000包括至少两个第一导电部101，两个第一导电部101分别与馈电信号接入端40连接，其中两个第一导电部101(图中的第一导电部101A和101B)所在位置(可以理解为图22和图23中的M1点和M2点，M1点为第一导电部101A所在位置的理论几何中心点，M2点为第一导电部101B所在位置的理论几何中心点)到馈电信号接入端40的直线距离相等，均为K1，而两个第一导电部101到馈电信号接入端40的电学长度可以设置为不同，如在其中一个第一导电部101与馈电信号接入端40增加电连接线的长度，即可满足该相邻两个第一导电部101到馈电信号接入端40的电学长度不同。本实施例的至少两个第一导电部101可以理解为并联的结构，以两个第一导电部101为例，两个第一导电部101的一端分别与馈电信号接入端40连接，可选的，两个第一导电部101的一端可以通过功分器100(实现信号一传多功能)与馈电信号接入端40连接，具体实施时，该相邻两个第一导电部101本身的电学长度可以相同，可通过将功分器100中与一个第一导电部101A的电连接线支路进行部分弯折(如图23所示)，即可实现相邻两个第一导电部101到馈电信号接入端40之间的电学长度不同，进而可以实现该相邻两个移相单元50(即两个第一导电部101A和第一导电部101B)之间具有一定的相位差，然后通过一条与两个移相单元50均连接的偏置电压线给入的偏置电压改变整体液晶介电常数，使得该相位差可调，最终实现波束扫描。
可选的，本实施例的两个第一导电部101到馈电信号接入端40的电学长度不同可以体现为图22和图23中示意的相邻两个第一导电部101到馈电信号接入端40的传输路径长度不同，从而可以将该相邻两个第一导电部101(第一导电部101A和101B)本身的电学长度设置为相同，均为电学长度相同的蛇形弯折状，仅设置相邻两个第一导电部101与馈电信号接入端40之间电连接线的长度不同，即可满足两个第一导电部101到馈电信号接入端40的传输路径不同，实现该相邻两个移相单元50之间的相位差。
可以理解的是，本实施例的图中仅是举例示意第一导电部101的形状，具体实施时，第一导电部101的形状包括但不局限于上述形状，还可以为其他形状的移相单元50结构。
在一些可选实施例中，请结合参考图24-图27，图24是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图(可以理解的是，为了清楚示意本实施例的结构，图24中进行了透明度填充)，图25是图24中第一基板朝向第二基板一侧表面的一种结构示意图，图26是图24中第二基板朝向第一基板一侧表面的一种结构示意图，图27是图24中第二基板远离第一基板一侧表面的一种结构示意图，本实施例解释说明了在布设空间上，扫描天线000中的不同移相单元50到馈电信号接入端40的物理距离可以设置为相等或接近相等，即扫描天线000包括至少两个第一导电部101，如图24所示，以四个第一导电部101为例进行示例，四个第一导电部101分别与馈电信号接入端40连接，其中至少具有相邻两个第一导电部101(图中的第一导电部101C和101D)所在位置(可以理解为图24和图25中的M3点和M4点，M3点为第一导电部101C所在位置的理论几何中心点，M4点为第一导电部101D所在位置的理论几何中心点)到馈电信号接入端40的直线距离相等，均为K2，而相邻两个第一导电部101到馈电信号接入端40的电学长度可以设置为不同，如在其中一个第一导电部101与馈电信号接入端40增加电连接线的长度，即可满足该相邻两个第一导电部101到馈电信号接入端40的电学长度不同。本实施例以四个第一导电部101并联为例，四个第一导电部101的一端分别与馈电信号接入端40连接，可选的，四个第一导电部101的一端可以通过功分器100(实现信号一传多功能)与馈电信号接入端40连接，具体实施时，相邻两个第一导电部101本身的电学长度可以不同，如图25中所示，任意相邻两个第一导电部101的形状不同，其本身的电学长度也不同，第一导电部101C本身的电学长度要小于第一导电部101D本身的电学长度，并且还通过将功分器100中与一个第一导电部101的电连接线支路进行部分弯折(如图24所示)，即可实现相邻两个第一导电部101到馈电信号接入端40之间的电学长度不同，进而可以实现该相邻两个移相单元50(即两个第一导电部101)之间具有一定的相位差，然后通过一条与四个移相单元50均连接的偏置电压线给入的偏置电压改变整体液晶介电常数，使得该相位差可调，最终实现波束扫描。
可选的，本实施例的四个第一导电部101到馈电信号接入端40的电学长度不同可以体现为图24和图25中示意的相邻两个第一导电部101到馈电信号接入端40的传输路径长度不同，从而可以将该相邻两个第一导电部101(第一导电部101C和101D)本身的电学长度设置为不同，并设置相邻两个第一导电部101与馈电信号接入端40之间电连接线的长度也不同，即可满足两个第一导电部101到馈电信号接入端40的传输路径不同，实现该相邻两个移相单元50之间的相位差。
可以理解的是，本实施例的图中仅是举例示意第一导电部101的形状，具体实施时，第一导电部101的形状包括但不局限于上述形状，还可以为其他形状的移相单元50结构。
在一些可选实施例中，请结合参考图28-图29，图28是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图(可以理解的是，为了清楚示意本实施例的结构，图28中进行了透明度填充)，图29是图28中第一基板朝向第二基板一侧表面的一种结构示意图，本实施例中，两个第一导电部101到馈电信号接入端40的电学长度不同可以体现为图28和图29中示意的两个第一导电部101到馈电信号接入端40的传输路径长度相同，但是两个第一导电部101向第一基板10的正投影的形状不同(如图28和图29中的第一导电部101E和101F)，从而可以将该相邻两个第一导电部101本身的电学长度设置为不同，而相邻两个第一导电部101与馈电信号接入端40之间电连接线的长度相同，同样也可满足两个第一导电部101到馈电信号接入端40的传输路径长度相同，以实现该相邻两个移相单元50之间的相位差。
需要说明的是，本实施例的图28和图29中仅示例性画出了两个第一导电部101向第一基板10的正投影的形状不同，包括但不局限于此形状，具体实施时，两个第一导电部101向第一基板10的正投影的形状还可以为其他两种不同的形状，如一个第一导电部101的微带线形状是蛇形弯折状，另一个第一导电部101的微带线形状是缺陷地形状(未附图示意)，本实施例不作具体限定，具体实施时，可根据实际需求选择设置。
在一些可选实施例中，请结合参考图30-图33，图30是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图(可以理解的是，为了清楚示意本实施例的结构，图30中进行了透明度填充)，图31是图30中第一基板朝向第二基板一侧表面的一种结构示意图，图32是图30中第二基板朝向第一基板一侧表面的一种结构示意图，图33是图30中第二基板远离第一基板一侧表面的一种结构示意图，本实施例中，馈电信号接入端40连接有至少两个第一分支结构1001，每个第一分支结构1001连接有至少两个第二分支结构1002，每个第二分支结构1002连接有至少两个第一导电部101；可选的，图30和图31中以每个第二分支结构1002连接有四个第一导电部101为例进行示例说明；
多个第一导电部101阵列排布，可选的，相邻两个第一导电部101所在位置到馈电信号接入端40的直线距离相等；
至少两个第一导电部101到馈电信号接入端40的电学长度不同。
本实施例解释说明了馈电信号接入端40与多个第一导电部101并联连接时，设置于馈电信号接入端40与多个第一导电部101之间的功分器100(实现信号一传多功能)可以为T型功分器结构，即馈电信号接入端40连接有至少两个第一分支结构1001(可以理解为功分器100的一级支路)，每个第一分支结构1001连接有至少两个第二分支结构1002(可以理解为功分器100的二级支路，图30和图31中以每个第二分支结构1002连接有四个第一导电部101为例进行示例说明；当第一导电部101的数量更多时，还可以继续设置三级支路、四级支路等，本实施例不作具体限定)，本实施例以每个第二分支结构1002连接有四个第一导电部101为例进行示例说明。本实施例通过多级支路的功分器100设置，将多个第一导电部101设置为阵列排布的结构，可选的，本实施例的馈电信号接入端40可设置于第一基板10的接近几何中心的位置(如图31所示)，从而可以使得相邻两个第一导电部101所在位置(如图31中的第一导电部101G和101H)到馈电信号接入端40的直线距离相等，即在布设空间上每个第一导电部101所在位置到馈电信号接入端40的物理距离相等，而多个第一导电部101中，该相邻两个第一导电部101到馈电信号接入端40的电学长度不同。可选的，每个第一导电部101的一端可以通过功分器100的第二分支结构1002实现与功分器100的第一分支结构1001的连接，并通过第一分支结构1001实现与馈电信号接入端40的分别连接，具体实施时，多个第一导电部101中相邻两个第一导电部101本身的电学长度可以相同也可以不同(图30-图31中以相邻两个第一导电部101本身的电学长度不同为例进行示例说明)，再通过将功分器100中与一个第一导电部101的电连接线的第一分支结构1001进行部分弯折(如图30和图31所示)，即可实现相邻两个第一导电部101到馈电信号接入端40之间的电学长度不同，进而可以实现该相邻两个移相单元50(即相邻两个不同第一导电部101)之间具有一定的相位差，然后通过一条与移相单元50均连接的偏置电压线给入的偏置电压改变整体液晶介电常数，使得该相位差可调，最终实现波束扫描。由于扫描天线000的增益与辐射单元的整体数量成正比，本实施例将扫描天线000中的各个移相单元50(各个第一导电部101)设计为阵列排布结构，即各个移相单元50为并联的同时阵列排布设计，阵列排布的移相单元50数量相比于线阵结构的数量更多，所以其增益更大。本实施例为了提高天线增益，将天线设计成阵列排布形式，在馈电信号接入端40处可以采用功分器100(实现信号一传多功能)，将微波信号分配给每个相互并联的第一导电部101，从而可以实现波束扫描的同时，还可以提升整个扫描天线000的增益。
在一些可选实施例中，请结合参考图34-图37，图34是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图，图35是图34中E-E’向的一种剖面结构示意图(可以理解的是，为了清楚示意本实施例的结构，图34中进行了透明度填充)，图36是图34中第一基板朝向第二基板一侧表面的一种结构示意图，图37是图34中第二基板朝向第一基板一侧表面的一种结构示意图，本实施例中，扫描天线000的移相单元50包括第一导电部101，第一导电部101为用于波传输功能的微带线结构，第一导电部101设置于第二基板20朝向第一基板10的一侧；可选的，本实施例的第一导电部101的形状以蛇形弯折状为例进行示例，第一导电部101的形状包括但不局限于此，具体可参考上述实施例的示意，本实施例在此不作赘述；
第一基板10朝向第二基板20的一侧包括第二导电部201；
第二基板20朝向第一基板10的一侧还包括第三导电部202，第三导电部202与第一导电部101直接连接；其中，
馈电信号接入端40接收的馈入信号传输至第一导电部101，第一导电部101将信号直接传输至不同位置的第三导电部202。
可选的，第二导电部201为整面结构，第二导电部201接地信号；第三导电部202为块状结构。
本实施例解释说明了扫描天线000可以为设置与第一基板10和第二基板20上的两层金属导电结构，其中，第一基板10朝向第二基板20的一侧设置整面结构的第二导电部201，且接地信号，作为金属地层；用于波传输功能的微带线结构的第一导电部101(移相单元50)和第三导电部202均设置于第二基板20朝向第一基板10的一侧，其中第三导电部202为块状结构，可以作为辐射贴片使用，用于将微波信号辐射出去。第三导电部202与第一导电部101直接连接，当馈电信号接入端40接收的馈入信号传输至第一导电部101，通过第三导电部202与第一导电部101直接连接，使得第一导电部101将信号直接传输至不同位置的第三导电部202，实现微波信号能量的辐射。本实施例设置的扫描天线000，同样仅需要一根偏置电压线即可给微带线结构的第一导电部101和金属地层的第二导电部201之间施加偏置电压，无需复杂的偏置线路，不仅可以实现一维波束扫描，有利于降低制作成本，降低布线难度，而微带线结构的第一导电部101和辐射贴片的第三导电部202直接连接，可以避免辐射贴片与微带线设置于不同金属导电层时存在的耦合损耗，且仅在第一基板10的一侧和第二基板20的一侧设置金属导电层，制作工艺更简单，成本更低。
可选的，扫描天线000还包括负载70，微带线结构的第一导电部101和辐射贴片的第三导电部202直接连接的一端与馈电信号接入端40连接，微带线结构的第一导电部101和辐射贴片的第三导电部202直接连接的另一端与负载70连接。负载70可以为一种吸波的器件结构，可以让到达移相单元50(微带线结构)尾部的微波完全消耗掉，而不会反射回前面部分的移相单元50(微带线结构)去，负载70可以是相匹配的吸波材料，或者匹配的电路结构，本实施例对此不作限定。
在一些可选实施例中，请结合参考图38和图39，图38是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图，图39是图38中F-F’向的一种剖面结构示意图(可以理解的是，为了清楚示意本实施例的结构，图38中进行了透明度填充)，本实施例中，第一基板10和第二基板20之间还包括第一介质层901，第一介质层901向第一基板10的正投影与第三导电部202向第一基板10的正投影交叠，第一介质层901向第一基板10的正投影与液晶层30向第一基板10的正投影不交叠；
第一介质层901包括空气或/和固体介质。
本实施例的扫描天线000，由于多个移相单元50相互连接，因此仅需要一根偏置电压线即可给微带线结构的移相单元50和第二导电部201之间施加偏置电压，无需复杂的偏置线路，且由于每个移相单元50均与馈电信号接入端40连接，因此不存在馈电功分网络和移相单元之间的耦合损耗，不仅可以实现一维波束扫描，而且扫描效果好，有利于降低制作成本，降低布线难度，可应用于高铁及地铁沿线等场景。
由于辐射贴片的第三导电部202与微带线的第一导电部101直接连接，第三导电部202下方的液晶层30的液晶介电变化会影响辐射贴片的谐振频率。因此本实施例在第一基板10和第二基板20之间设置第一介质层901，使得第一介质层901向第一基板10的正投影与第三导电部202向第一基板10的正投影交叠，即第一介质层901向第一基板10的正投影与液晶层30向第一基板10的正投影不交叠，第一介质层901的材料可以是低损耗的材料，如空气，或固体介质，或者还可以是空气和固体介质的混合材料，本实施例对此不作具体限定，仅需满足第一介质层901为低损耗的材料即可。本实施例通过在辐射贴片的第三导电部202所对应的区域设置第一介质层901，使得液晶层30的液晶分子避免出现在辐射贴片所在区域，从而可以避免液晶介电变化会影响辐射贴片的谐振频率，还可以在微带线结构的第一导电部101本身具有的一定程度的辐射泄露时，避免对辐射贴片的辐射波束产生的影响，进而有利于提升天线效果。
在一些可选实施例中，请继续结合参考图10、图13、图34-图39，本实施例中，第一导电部101包括直线状、曲线状、折线状中的一种。
本实施例进一步解释说明了作为微带线使用的各个第一导电部101的形状可以是直线状，还可以是曲线状(具体可参考上述图10和图13对应的实施例进行理解)，还可以是如图34-图39所示的折线状，本实施例对此不作具体限定，仅需满足从馈电信号接入端40馈入到移相单元50的第一导电部101的电学长度不同，则到达辐射贴片的第三导电部202的微波信号所走的物理路径长度不一致，且呈现等差关系，即给各路微波信号赋予一个初始相位差，然后只需通过一条偏置电压线给入的偏置电压改变整体液晶介电常数，使得该相位差可调，最终实现本实施例扫描天线000的波束扫描即可。可以理解的是，本实施例仅是举例说明第一导电部101可以包括的形状，但不局限于此，具体实施时，作为微带线使用的第一导电部101的形状还可以包括其他如缺陷地结构、复合左右手结构等慢波状的结构，还可以为其他形状，本实施例在此不作赘述。
可选的，如图34、图37、图38，第一导电部101为蛇形弯折状。本实施例设置折线状、曲线状、蛇形弯折状的第一导电部101，可以实现对微带线作用的第一导电部101的增长，通过进一步增加相邻移相单元50之间的微带线长度，进而能够实现较大的移相量，有利于提升扫描天线000的扫描效果。
进一步可选的，如图34-图39所示，第一导电部101与第三导电部202的直接连接的结构可以为：多个第一导电部101、多个第三导电部202沿同一方向依次排列且相互连接，一个第一导电部101位于相邻两个第三导电部202之间，第一导电部101的一端与一个第三导电部202连接，第一导电部101的另一端与另一个第三导电部202连接。
进一步可选的，如图40-图41所示，图40是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图，图41是图40中第二基板朝向第一基板一侧表面的一种结构示意图，本实施例中的第一导电部101与第三导电部202的直接连接的结构还可以为：多个第一导电部101沿同一方向依次排列且相互连接；相邻两个第一导电部101之间包括分支线1010，第三导电部202通过分支线1010与第一导电部101连接，分支线1010的一端在相邻两个第一导电部101之间位置处与第一导电部101连接，分支线1010的另一端与第三导电部202连接。
可以理解的是，本实施例对于第二基板20朝向第一基板10一侧表面的第一导电部101与第三导电部202的直接连接的结构不作具体限定，具体实施时，可采用上述实施例中的任一种连接方式，仅需满足第一导电部101与第三导电部202均设置于第二基板20朝向第一基板10一侧表面且第一导电部101与第三导电部202的直接连接即可。
在一些可选实施例中，请结合参考图42-图43、图44、图45，图42是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图(可以理解的是，为了清楚示意本实施例的结构，图42中进行了透明度填充)，图43是图42中第二基板朝向第一基板一侧表面的一种结构示意图，图44是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图(可以理解的是，为了清楚示意本实施例的结构，图44中进行了透明度填充)，图45是图44中第二基板朝向第一基板一侧表面的一种结构示意图，本实施例中，扫描天线000包括多个移相单元行50H，多个第一导电部101沿第一方向X依次排列且相互连接，形成一个移相单元行50H，多个移相单元行50H沿第二方向Y依次排列，其中，在平行于第一基板10所在平面的方向上，第一方向X和第二方向Y相交；可选的，本实施例以在平行于第一基板10所在平面的方向上，第一方向X和第二方向Y相互垂直为例进行示例说明；
每个移相单元行50H的一端均与馈电信号接入端40连接。
本实施例解释说明了扫描天线000中的各个移相单元50还可以为串联并联混合进行微波信号馈入的结构，即扫描天线000可以包括多个移相单元行50H，每个移相单元行50H中的多个第一导电部101沿第一方向X依次排列且相互连接，形成一个移相单元行50H，而多个移相单元行50H沿第二方向Y依次排列，最终形成每个移相单元行50H的一端均与图42-图45中左侧的馈电信号接入端40连接。由于扫描天线000的增益与辐射单元的整体数量成正比，本实施例将扫描天线000中的各个移相单元50设计为面阵结构，即各个移相单元50为串联并联的混合设计，面阵结构的移相单元50数量相比于线阵结构的数量更多，所以其增益更大。本实施例为了提高天线增益，将天线设计成面阵形式，在馈电信号接入端40处可以采用功分器100(实现信号一传多功能)，将微波信号分配给每个移相单元行50H的移相单元50，从而可以实现一维波束扫描的同时，还可以提升整个扫描天线000的增益。
可选的，本实施例的图42-图45中仅以馈电信号接入端40在第二方向Y上的四个移相单元行50H的中间位置，即四个移相单元行50H在馈电信号接入端40的两侧相对称，从而可以有利于减小第二方向Y上不同移相单元行50H之间的相位差，有利于更好的实现第一方向X上的一维波束扫描。
进一步可选的，如图42-图45所示，本实施例的馈电信号接入端40与每个移相单元行50H连接时，可在馈电信号接入端40与部分移相单元行50H之间加入一个调节负载80，用于调节移相单元行50H到馈电信号接入端40的电学长度，使得通过设置该调节负载80的大小可以进一步减小第二方向Y上不同移相单元行50H之间的相位差，增加扫描天线的效果。
可选的，每个移相单元行50H的另一端可以均连接一个负载70，负载70可以为一种吸波的器件结构，每个移相单元行50H中，在多个相互连接的移相单元50的输出端匹配负载70可以使得到达每个移相单元行50H尾部的微波完全消耗掉，而不会反射回前面部分的移相单元50(微带线结构)去，负载70可以是相匹配的吸波材料，或者匹配的电路结构，本实施例对此不作限定。
可以理解的是，本实施例仅是以每个移相单元行50H中包括三个相连的第一导电部101、每相邻两个第一导电部101之间连接一个第三导电部202、扫描天线000包括四个沿第二方向Y依次排列的移相单元行50H为例进行示意说明，但不局限于此数量，具体实施时，可根据实际需求选择设置扫描天线000中移相单元行50H和第一导电部101的数量，本实施例不作赘述。本实施例仅是以每个第一导电部101为蛇形弯折状为例进行示例说明，但不局限于此形状，还可以为其他形状的微带线结构，本实施例在此不作赘述。
在一些可选实施例中，请结合参考图46和图47，图46是本发明实施例提供的扫描天线的另一种平面结构示意图，图47是图46中G-G’向的一种剖面结构示意图(可以理解的是，为了清楚示意本实施例的结构，图46中进行了透明度填充)，本实施例中，第一基板10和第二基板20之间还包括第二介质层902，第二介质层902向第一基板10的正投影与馈电信号接入端40向第一基板10的正投影交叠，馈电信号接入端40向第一基板10的正投影与液晶层30向第一基板10的正投影不交叠；
第二介质层902包括空气或/和固体介质。
本实施例解释说明了由于每个移相单元行50H与馈电信号接入端40电连接时相互之间电连接线的电学长度不同，如图46和图47中的一个移相单元行50H1到馈电信号接入端40之间的电学长度就大于另一个移相单元行50H2到馈电信号接入端40之间的电学长度，电学长度的不同容易引起相位差。因此为了防止具有并联关系的各移相单元行50H之间出现相位差，本实施例设置第一基板10和第二基板20之间在馈电信号接入端40位置处还包括第二介质层902，即第二介质层902向第一基板10的正投影与馈电信号接入端40向第一基板10的正投影交叠，可选的，馈电信号接入端40与每个移相单元行50H实现连接的功分器100(实现信号一传多功能)位置处也包括第二介质层902；其中馈电信号接入端40向第一基板10的正投影与液晶层30向第一基板10的正投影是不交叠的，第二介质层902的材料可以是低损耗的材料，如空气，或固体介质，或者还可以是空气和固体介质的混合材料，本实施例对此不作具体限定，仅需满足第二介质层902为低损耗的材料即可；可选的，第二介质层902的材料可以排除框胶60，由于框胶60的材料对信号的损耗较大，因此馈电信号接入端40与每个移相单元行50H实现连接的功分器100位置处应避免设置框胶60，有利于增强天线增益，避免信号损耗。本实施例在辐射贴片的第三导电部202所对应的区域设置第一介质层901，使得液晶层30的液晶分子避免出现在辐射贴片所在区域，从而可以避免液晶介电变化会影响辐射贴片的谐振频率的同时，还通过在馈电信号接入端40和功分器100所对应的区域设置第二介质层902，使得液晶层30的液晶分子避免出现在该区域，从而可以防止具有并联关系的各移相单元行50H之间出现相位差，提升天线的扫描效果。
通过上述实施例可知，本发明提供的扫描天线，至少实现了如下的有益效果：
本发明的扫描天线中的各移相单元相互连接，仅需要一条偏置电压线给所有移相单元相同的偏置电压信号，通过偏置电压信号改变整体液晶介电常数，由于改变的是扫描天线中整体液晶介电常数，因此此时需要通过对馈电路径长度的设置，即本发明的各移相单元虽然连接在一起，但至少两个移相单元到馈电信号接入端的电学长度不同，电学长度不同可以理解为该两个移相单元分别与馈电信号接入端实现电连接的长度不同，则馈入到各辐射体的微波信号所走的物理路径长度不一致，呈现等差关系，即给各路微波信号赋予一个初始相位差，使得该相位差可调，最终实现波束扫描。本发明仅需对各移相器单元施加同一偏置电压即可，无需对每个移相单元独立施加偏置电压，因此偏置电压线的设置大大简化，理论上移相单元所在金属层仅需设置一根偏置电压线即可，液晶偏置控制电路的设计难度和成本也大大降低。本发明的各移相单元施加同一偏置电压即可，无需对各移相单元独立施加偏置电压，因此馈电信号接入端和各移相单元之间可以直连，可以避免耦合损耗及工作带宽降低的问题。本发明不仅可以实现一维波束扫描，而且扫描效果好，有利于降低制作成本，降低布线难度，可应用于高铁及地铁沿线等场景。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (23)

1.一种扫描天线，其特征在于，包括：相对设置的第一基板和第二基板，以及位于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层；
还包括馈电信号接入端和多个移相单元，多个所述移相单元相互连接，每个所述移相单元均与所述馈电信号接入端连接，至少两个所述移相单元到所述馈电信号接入端之间的电学长度不同。
2.根据权利要求1所述的扫描天线，其特征在于，所述扫描天线还包括负载，多个相互连接的所述移相单元的一端与所述馈电信号接入端连接，多个相互连接的所述移相单元的另一端与所述负载连接。
3.根据权利要求1所述的扫描天线，其特征在于，
所述移相单元包括第一导电部，所述第一导电部设置于所述第一基板朝向所述第二基板的一侧；
所述第二基板朝向所述第一基板的一侧包括第二导电部，所述第二导电部包括多个通孔；
所述第二基板远离所述第一基板的一侧包括多个第三导电部，所述第三导电部向所述第二基板的正投影与所述通孔向所述第二基板的正投影交叠，所述第一导电部向所述第二基板的正投影位于相邻两个所述第三导电部向所述第二基板的正投影之间；其中，
所述馈电信号接入端接收的馈入信号传输至所述第一导电部，所述第一导电部将信号通过所述第二导电部的所述通孔耦合至所述第三导电部。
4.根据权利要求3所述的扫描天线，其特征在于，所述第二导电部为整面结构，所述第二导电部接地信号，所述第三导电部为块状结构。
5.根据权利要求3所述的扫描天线，其特征在于，所述通孔向所述第二基板的正投影的形状包括条状、H状中的一种。
6.根据权利要求3所述的扫描天线，其特征在于，所述第一导电部包括直线状、曲线状、折线状中的一种。
7.根据权利要求3所述的扫描天线，其特征在于，所述第一导电部为蛇形弯折状。
8.根据权利要求3所述的扫描天线，其特征在于，在平行于第一基板所在平面的方向上，多个所述第一导电部沿同一方向依次排列且相互连接，相邻两个所述第一导电部的电学长度相等。
9.根据权利要求3所述的扫描天线，其特征在于，所述扫描天线包括多个移相单元行，多个所述第一导电部沿第一方向依次排列且相互连接，形成一个所述移相单元行，多个所述移相单元行沿第二方向依次排列，其中，在平行于所述第一基板所在平面的方向上，所述第一方向和所述第二方向相交；
每个所述移相单元行的一端均与所述馈电信号接入端连接。
10.根据权利要求9所述的扫描天线，其特征在于，
所述第一基板和所述第二基板之间还包括介质层，所述介质层向所述第一基板的正投影与所述馈电信号接入端向所述第一基板的正投影交叠，所述馈电信号接入端向所述第一基板的正投影与所述液晶层向所述第一基板的正投影不交叠；
所述介质层包括空气或/和固体介质。
11.根据权利要求3所述的扫描天线，其特征在于，所述扫描天线包括至少两个所述第一导电部，两个所述第一导电部所在位置到所述馈电信号接入端的直线距离相等；
两个所述第一导电部到所述馈电信号接入端的电学长度不同。
12.根据权利要求11所述的扫描天线，其特征在于，两个所述第一导电部到所述馈电信号接入端的传输路径长度不同。
13.根据权利要求11所述的扫描天线，其特征在于，两个所述第一导电部到所述馈电信号接入端的传输路径长度相同，两个所述第一导电部向所述第一基板的正投影的形状不同。
14.根据权利要求3所述的扫描天线，其特征在于，所述馈电信号接入端连接有至少两个第一分支结构，每个所述第一分支结构连接有至少两个第二分支结构，每个所述第二分支结构连接有至少两个所述第一导电部；
多个所述第一导电部阵列排布，每个所述第一导电部所在位置到所述馈电信号接入端的直线距离相等；
至少两个所述第一导电部到所述馈电信号接入端的电学长度不同。
15.根据权利要求1所述的扫描天线，其特征在于，
所述移相单元包括第一导电部，所述第一导电部设置于所述第二基板朝向所述第一基板的一侧；
所述第一基板朝向所述第二基板的一侧包括第二导电部；
所述第二基板朝向所述第一基板的一侧还包括第三导电部，所述第三导电部与所述第一导电部连接；其中，
所述馈电信号接入端接收的馈入信号传输至所述第一导电部，所述第一导电部将信号传输至不同位置的所述第三导电部。
16.根据权利要求15所述的扫描天线，其特征在于，所述第二导电部为整面结构，所述第二导电部接地信号；
所述第三导电部为块状结构。
17.根据权利要求15所述的扫描天线，其特征在于，所述第一基板和所述第二基板之间还包括第一介质层，所述第一介质层向所述第一基板的正投影与所述第三导电部向所述第一基板的正投影交叠，所述第一介质层向所述第一基板的正投影与所述液晶层向所述第一基板的正投影不交叠；
所述第一介质层包括空气或/和固体介质。
18.根据权利要求15所述的扫描天线，其特征在于，所述第一导电部包括直线状、曲线状、折线状中的一种。
19.根据权利要求15所述的扫描天线，其特征在于，所述第一导电部为蛇形弯折状。
20.根据权利要求15所述的扫描天线，其特征在于，多个所述第一导电部、多个所述第三导电部沿同一方向依次排列且相互连接，一个所述第一导电部位于相邻两个所述第三导电部之间，所述第一导电部的一端与一个所述第三导电部连接，所述第一导电部的另一端与另一个所述第三导电部连接。
21.根据权利要求15所述的扫描天线，其特征在于，多个所述第一导电部沿同一方向依次排列且相互连接；
相邻两个所述第一导电部之间包括分支线，所述第三导电部通过所述分支线与所述第一导电部连接，所述分支线的一端在相邻两个所述第一导电部之间位置处与所述第一导电部连接，所述分支线的另一端与所述第三导电部连接。
22.根据权利要求15所述的扫描天线，其特征在于，所述扫描天线包括多个移相单元行，多个所述第一导电部沿第一方向依次排列且相互连接，形成一个所述移相单元行，多个所述移相单元行沿第二方向依次排列，其中，在平行于所述第一基板所在平面的方向上，所述第一方向和所述第二方向相交；
每个所述移相单元行的一端均与所述馈电信号接入端连接。
23.根据权利要求22所述的扫描天线，其特征在于，
所述第一基板和所述第二基板之间还包括第二介质层，所述第二介质层向所述第一基板的正投影与所述馈电信号接入端向所述第一基板的正投影交叠，所述馈电信号接入端向所述第一基板的正投影与所述液晶层向所述第一基板的正投影不交叠；
所述第二介质层包括空气或/和固体介质。
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