CN114824698B - 一种移相器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种移相器，属于通信技术领域。本发明提供的一种移相器，包括第一基板，依次设置在第一基板上的信号电极和参考电极、第一绝缘层和多个相控单元。每个相控单元包括主体部和至少一个连接部；主体部在第一基板上的正投影，与信号电极在第一基板上的正投影至少部分重叠，且主体部与第一绝缘层之间具有间隙；至少一个连接部连接在主体部，与覆盖在参考电极上的第一绝缘层之间；其中，主体部包括多个第一子电极，多个第一子电极相短接，且多个第一子电极中的至少部分连接同一连接部。
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域，具体涉及一种移相器。
背景技术
随着信息时代迅速发展，具备高集成、小型化、多功能以及低成本的无线终端逐渐成为通信技术的发展趋势。在通信和雷达应用中，移相器是必不可少的关键组件。传统的移相器主要包括铁氧体移相器和半导体移相器，其中铁氧体移相器有较大的功率容量，且插入损耗比较小、但工艺复杂、制造成本昂贵、体积庞大等因素限制了其大规模应用；半导体移相器体积小，工作速度快，但功率容量比较小，功耗较大，工艺难度高。
现有技术的微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)移相器相比于传统移相器在插损、功耗、体积与成本等方面均具有明显优势，在无线电通讯和微波技术等领域应用受到了广泛关注。然而，现有MEMS移相器由于制备工艺相对复杂，器件稳定性和一致性提升成为量产化的主要问题，且需要较大的驱动电压。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种移相器，其能够提高移相器中每个相控单元的一致性和稳定性，且能够减小相控单元所需的驱动电压。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种移相器，包括：
第一基板；
信号电极和位于所述信号电极的延伸方向的至少一侧的参考电极，所述信号电极和所述参考电极均设置在所述第一基板上；
第一绝缘层，设置在所述参考电极和所述信号电极背离所述第一基板一侧；
至少一个相控单元，设置在所述第一绝缘层背离所述第一基板一侧，每个所述相控单元包括主体部和至少一个连接部；所述主体部在所述第一基板上的正投影，与所述信号电极在所述第一基板上的正投影至少部分重叠，且所述主体部与所述第一绝缘层之间具有间隙；至少一个所述连接部连接在所述主体部，与覆盖在所述参考电极上的所述第一绝缘层之间；其中，
所述主体部包括多个第一子电极，多个所述第一子电极相短接，且多个所述第一子电极中的至少部分连接同一所述连接部。
本发明提供的移相器，由于将每个相控单元的主体部的多个第一子电极短接，用连接部固定在参考电极处的第一绝缘层，因此驱动电压会由连接部输入到主体部，驱动整个主体部共同活动，而非分别驱动单个第一子电极活动，因此提高了移相器的一致性和稳定性；并且，由于将部分第一子电极，通过同一连接部固定在参考电极处的第一绝缘层，而非一个第一子电极通过一个连接部固定，因此有效减少了每个相控单元是连接部的数量，也即减少了相控单元与第一绝缘层的连接点，从而通过较小的驱动电压就能驱动主体部活动，有效减少移相器所需的驱动电压。
优选的是，每个所述相控单元的所述主体部还包括第一短接部和第二短接部，多个所述第一子电极的一端均连接所述第一短接部，另一端均连接所述第二短接部；
至少一个所述连接部与所述第一短接部与所述第二短接部中的一者连接。
优选的是，所述参考电极包括第一参考电极和第二参考电极，所述第一参考电极和所述第二参考电极分别设置在所述信号电极的延伸方向的两侧；
每个所述相控单元包括多个所述连接部，多个所述连接部均分为两组，其中一组连接在所述第一短接部，与覆盖在所述第一参考电极上的所述第一绝缘层之间，另一组连接在所述第二短接部，与覆盖在所述第二参考电极上的所述第一绝缘层之间。
优选的是，每个所述相控单元的多个第一子电极一体成型，且形成片状结构；至少一个所述连接部连接在所述片状结构，与覆盖在所述参考电极上的所述第一绝缘层之间。
优选的是，所述参考电极包括第一参考电极和第二参考电极，所述第一参考电极和所述第二参考电极分别设置在所述信号电极的延伸方向的两侧；
每个所述相控单元包括多个所述连接部，多个所述连接部均分为两组，其中一组连接在所述片状结构靠近所述第一参考电极的一侧，与覆盖在所述第一参考电极上的所述第一绝缘层之间，另一组连接在所述片状结构靠近所述第二参考电极一侧，与覆盖在所述第二参考电极上的所述第一绝缘层之间。
优选的是，每个所述相控单元的两组连接部的任一组中所述连接部的数量，为所述第一子电极的数量的二分之一。
优选的是，多个所述第一子电极中的每个的宽度相同，且任意两个相邻的所述第一子电极之间的间距相同。
优选的是，还包括：控制单元和多条信号引线；每条所述信号引线的一端连接所述控制单元，另一端连接一个所述相控单元中的任一所述连接部。
优选的是，还包括：第二基板，与所述第一基板相对设置，且设置在多个所述相控单元背离所述第一基板一侧；所述第二基板与多个所述相控单元之间具有间隙；
密封结构，设置在所述第一基板与所述第二基板之间，且设置在所述第一基板的周边区域；所述密封结构在所述第一基板上的正投影，与多个所述相控单元在所述第一基板上的正投影无重叠。
优选的是，所述密封结构包括隔热材料。
优选的是，还包括：至少一个隔热层，设置在所述第一基板及所述第二基板中的至少一者背离多个所述相控单元一侧。
优选的是，所述至少一个隔热层包括第一隔热层和第二隔热层；所述第一隔热层设置在所述第一基板背离多个所述相控单元一侧；所述第二隔热层设置在所述第二基板背离多个所述相控单元一侧。
优选的是，还包括：多个隔垫物，设置在所述第一基板与所述第二基板之间，且设置在所述密封结构靠近多个所述相控单元一侧。
优选的是，所述第一基板和/或所述第二基板为玻璃基板或硅基基板。
附图说明
图1为一种示例性的移相器的结构示意图；
图2为本公开实施例提供的移相器的一种实施例的结构示意图；
图3为沿图2的A-B方向剖切的剖面图；
图4为图2的公开实施例提供的移相器的相控单元的一种示例性的结构示意图；
图5为本公开实施例提供的移相器的另一种实施例的结构示意图；
图6为沿图5的C-D方向剖切的剖面图；
图7为图5的公开实施例提供的移相器的相控单元的另一种示例性的结构示意图；
图8为本公开实施例提供的移相器的一种实施例的结构示意图；
图9为图8的公开实施例提供的移相器的相控单元的另一种示例性的结构示意图；
图10为本公开实施例提供的移相器的一种实施例的层结构图；
图11为本公开实施例提供的移相器的一种实施例的制备方法。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
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“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“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。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
需要说明的是，在本发明中，两结构“同层设置”是指二者是由同一个材料层形成的，故它们在层叠关系上处于相同层中，但并不代表它们与基底间的距离相等，也不代表它们与基底间的其它层结构完全相同。
以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。
参见图1，图1示出一种示例性的移相器的结构，该移相器包括第一基板(图1中未示出)、信号电极2、参考电极3、第一绝缘层(图1中未示出)、多个相控单元5、控制单元01和信号引线02。
具体地，信号电极2设置在第一基板上，参考电极3设置在第一基板上，且设置在信号电极2的至少一侧的参考电极3，本实施例以参考电极3包括设置在信号电极2两侧的第一参考电极31和第二参考电极32为例进行说明。信号电极2和参考电极3同层设置，第一绝缘层设置在信号电极2和参考电极3背离第一基板一侧，第一绝缘层覆盖在信号电极2和参考电极3上。
多个相控单元5设置在第一绝缘层背离第一基板一侧。每个相控单元5具有一个或多个电极膜桥051，每个电极膜桥051均跨接在第一参考电极31和第二参考电极32之间，即电极膜桥051包括支撑部分和桥面部分，支撑部分的一端连接桥面部分，支撑部分的另一端固定在覆盖在参考电极3(第一参考电极31或第二参考电极32)上的第一绝缘层，以将电极膜桥051的桥面部分悬置于信号电极2上，即使电极膜桥051的桥面部分与信号电极2有一定间隙，且电极膜桥051在第一基板上的正投影，与信号电极2在第一基板上的正投影至少部分重叠，从而若向电极膜桥051和信号电极2输入直流偏置电压，电极膜桥051可以与信号电极2形成电容。而电极膜桥051的桥面部分具有一定弹性，向电极膜桥051输入直流偏置电压，能够驱动电极膜桥051的桥面部分在垂直于信号电极2的方向上活动，即向电极膜桥051输入直流偏置电压，能够改变电极膜桥051的桥面部分与信号电极2之间的间距，从而能够改变电极膜桥051的桥面部分与信号电极2形成的电容的电容量。而不同的相控单元5中包括的电极膜桥051的数量不同，同一相控单元5的电极膜桥051均通过信号引线02连接控制单元01的一个输出口，以接收控制单元01输出的直流偏置电压。不同的相控单元5中的一定数量的电极膜桥051和信号电极2在被施加直流偏置电压后，产生的分布电容的大小不同，因此对应调整的相移量是不同，也即每一个相控单元5则对应调整一个相移量(图1中同一填充图案的电极膜桥051表示为属于同一相控单元5)，故可以相移量调整时，根据要调整的相移量的大小控制相应的相位调整单元施加电压。
但是，由于同一相控单元5中的一定数量的电极膜桥051分别通过不同的电极引线02连接至控制单元01，控制单元01输出直流偏置电压后，分别加载至对应的相控单元5中不同的电极膜桥051的支撑部分，因此不同的电极膜桥051接收的直流偏置电压可能存在一定差异，从而导致同一相控单元5中的各个电极膜桥051的运动不一致，进而与信号电极2形成的电容也不一致，导致移相量的不稳定。并且，由于每个电极膜桥051的支撑部分均固定在覆盖参考电极3的第一绝缘层上，第一绝缘层对电极膜桥051的支撑部分造成的拉力较大，因此电极膜桥051的可动性较低，需要较大的驱动电压才能驱动电极膜桥051的桥面部分运动。
为了解决上述问题，发明人提供了一种移相器，详见下述。
第一方面，如图2-图4所示，本实施例提供一种移相器，该移相器包括第一基板1、信号电极2、参考电极3、第一绝缘层4和至少一个相控单元5。
具体地，参见图3，信号电极2和参考电极3均设置在第一基板1上，且参考电极3位于信号电极2的延伸方向的至少一侧，信号电极2与参考电极3形成共面波导(CPW)传输线。第一绝缘层3设置在参考电极3和信号电极2背离第一基板1一侧，以避免信号电极2、参考电极3与其他结构之间的信号发生串扰。至少一个相控单元5设置在第一绝缘层3背离第一基板1一侧，每个相控单元5对应不同的移相量。每个相控单元5包括主体部51和至少一个连接部52，
其中，主体部51在第一基板1上的正投影，与信号电极2在第一基板1上的正投影至少部分重叠；至少一个连接部52连接在主体部51，和覆盖在参考电极3上的第一绝缘层4上，连接部52能够支撑起主体部51,使主体部51与信号电极2上的第一绝缘层4之间具有一定间隙，从而当直流偏置电压加载到相控单元5的主体部51，主体部51与信号电极2之间形成电容，使CPW传输线成为一个慢波系统，以达到移相的目的。每个相控单元5的主体部51包括多个第一子电极511，多个第一子电极511相短接，且多个第一子电极511中的至少部分第一子电极511连接同一连接部52。需要说明的是，本公开实施例的移相器具体可以为微机电系统(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)移相器。
在本公开实施例提供的移相器中，每个相控单元5的主体部51由连接部52架设在信号电极2上，直流偏置电压加载至相控单元5和信号电极2，具体地，直流偏置电压加载至相控单元5的连接部52，再由连接部52传输至主体部51，从而能够在主体部51和信号电极2之间产生静电引力，从而能够驱动主体部51在垂直于信号电极2的方向上，向靠近信号电极2的位置移动，即主体部51能够活动。具体地，当直流偏置电压未由相控单元5的连接部52施加在其主体部51和信号线1之间时，相控单元5中由主体部51-间隙-第一绝缘层4-信号电极2构成了它们之间的开态电容Con，即信号通过开关时的电容，与平行板电容相似，电容值较低，约为fF数量级。其中，上述间隙为主体部51与覆盖在信号电极2上的第一绝缘层4之间的间隙，当直流偏置电压由相控单元5的连接部52施加在其主体部51和信号电极2之间时，主体部51在静电引力作用下使间隙的高度发生变化。当所加的直流偏置电压足够大时，静电引力将主体部51下拉至与第一绝缘层4紧密接触，相控单元5中由主体部51-第一绝缘层4-信号电极2的三层结构构成电容值较大的关态电容Coff，约为pF数量级。每个相控单元5的移相量由该相控单元5的主体部51与信号电极2的重叠面积，以及该相控单元5的Con/Coff的值决定。需要说明的是，上述直流偏置电压即为每个相控单元的驱动电压，以下皆以直流偏置电压作为驱动电压进行说明。而本公开实施例中，由于将每个相控单元5的主体部51的一定数量的第一子电极511相短接，使多个第一子电极511形成一个整体的主体部51，再通过连接部52固定在参考电极3上的第一绝缘层4，因此直流偏置电压由连接部52传输至主体部51，能够驱动整个主体部51共同活动(向靠近信号电极2的方向活动)，相较于分别驱动单个第一子电极51活动，驱动整个主体部51共同活动提高了相控单元5机械运动的一致性，机械运动是MEMS移相器的重要参数，从而相应提高了移相器的移相量的稳定性；并且，由于将相控单元5的多个第一子电极511中的部分第一子电极511，通过同一连接部52固定在参考电极3上的第一绝缘层4，相较于如图1所示的，每个电极膜桥501均固定在参考电极3上的第一绝缘层的情况，本实施例的移相器有效减少了每个相控单元5中的连接部52的数量，也即减少了每个相控单元5与第一绝缘层4的固定点(也称为锚点)，从而主体部51受到的拉力减小，更容易活动，因此能够通过较小的直流偏置电压就能驱动主体部51活动，有效减少移相器所需的直流偏置电压。
进一步地，每个相控单元5的主体部51包含的第一子电极511的数量不同，因此，每个相控单元5的主体部51与信号电极2之间产生的电容的电容量不同，每个相控单元5的主体部51包含的第一子电极511的数量越多，即主体部51与信号电极2的重叠面积越大，从而产生的电容越大，对相位延迟的作用越大，因此，每个相控单元5的主体部51具有的第一子电极511的数量可以根据所需的移相量而定，本公开实施例中(参见图2、图5、图8)均以移相器为四位移相器，且包括移相量为11.25°-22.5°的相控单元、移相量为22.5°-45°的相控单元、移相量为45°-90°的相控单元、移相量为90°-180°的相控单元的四位相控单元5为例进行说明，四位相控单元5的主体部51分别包括1、2、4、8个第一子电极511。其中，单个第一子电极511与信号电极2产生的电容所产生的相移量为11.25°，因此11.25°位对应1个第一子电极511，电磁波经过最左侧的两个第一子电极51产生的移相量为22.5°；第二个相控单元包括2个短接的第一子电极511，电磁波经过最左侧的两个第一子电极511，再经过第二个相控单元的第一个第一子电极511到第二个第一子电极511,移相量从22.5°增加至45°，变化量为22.5°；第三个相控单元包括4个短接的第一子电极511，电磁波经过最左侧的两个第一子电极511，再经过第二个相控单元,再经过第三个相控单元的第一个第一子电极511到第四个第一子电极511移相量从45°增加至90°，变化量为45°；第四个相控单元包括8个短接的第一子电极511，电磁波经过最左侧的两个第一子电极511，再经过第二个相控单元、第三个相控单元，再经过第四个相控单元的第一个第一子电极511到第八个第一子电极511移相量从90°增加至180°，变化量为90°。当然，本公开实施例中，移相器还可以包括更多位相控单元5，每个相控单元5可以包括具有不同数量的第一子电极511,具体可以根据需要设置，在此不做限定。
在一些示例中，参见图4，以移相器中移相量为45°-90°的相控单元5的结构为例，每个相控单元5的主体部51包括一定数量的第一子电极511，还可以包括第一短接部512和第二短接部513，多个第一子电极511相短接，具体可以为多个第一子电极511的一端均连接第一短接部512，多个第一子电极511的另一端均连接第二短接部513。参见图2，至少一个连接部52的一端与第一短接部512或第二短接部513连接，另一端连接在一个参考电极3上，图2中以移相器仅包括一个参考电极3为例进行说明，当然参考电极3还可以包括多个参考电极。
在一些示例中，多个第一子电极511可以沿第一方向延伸，第一短接部512、第二短接部513可以沿第二方向延伸，其中，第一方向与第二方向可以相垂直，且第二方向与信号电极2的延伸方向相平行，当然，第一子电极511、第一短接部512、第二短接部513也可以朝向不同的方向延伸，在此不做限定。
需要说明的是，本公开实施例提供的参考电极3可以只具有一个(参见图2)，设置在信号电极2的延伸方向的任一侧，参考电极3也可以具有第一参考电极31和第二参考电极32(参见图5)，第一参考电极31和第二参考电极32分别设置在信号电极2的延伸方向的两对侧。以下皆以参考电极3包括第一参考电极31和第二参考电极32进行说明。
在一些示例中，参见图5-图7，参考电极3可以包括第一参考电极31和第二参考电极32，第一参考电极31和第二参考电极32分别设置在信号电极2的延伸方向的两侧，信号电极2、第一参考电极31和第二参考电极32构成CPW传输线。每个相控单元5的主体部51包括一定数量的第一子电极511、第一短接部512和第二短接部513，多个第一子电极511的一端均连接第一短接部512，多个第一子电极511的另一端均连接第二短接部513，其中，第一短接部512靠近第一参考电极31一侧，第二短接部513靠近第二参考电极31一侧。每个相控单元5还可以包括多个连接部52，多个连接部52均分为两组，以移相器中移相量为45°-90°的相控单元5的结构为例，多个连接部52可以均分为第一组连接部和第二组连接部，第一组连接部中的连接部称为第一连接部52a，第二组连接部中的连接部称为第二连接部52b；第一组连接部和第二组连接部中的一组连接在主体部51的第一短接部512，与覆盖在第一参考电极31上的第一绝缘层4之间，即第一连接部52a的一端均连接第一短接部512，另一端均连接覆盖在第一参考电极31上的第一绝缘层4；另一组连接在主体部51的第二短接部513，与覆盖在第二参考电极32上的第一绝缘层4之间，即第二连接部52b的一端均连接第二短接部513，另一端均连接覆盖在第二参考电极32上的第一绝缘层4。从第一组连接部中的第一连接部52a和第二组连接部中的第二连接部52b将主体部51架设在信号电极2上。第一组连接部中的第一连接部52a的数量可以与第二组连接部中的第二连接部52b的数量相同，且任意两个相邻的第一连接部52a之间的间距相同，任意两个相邻的第二连接部52b之间的间距也相同，即第一连接部52a等间距地分布在第一短接部512一侧，第二连接部52b等间距地分布在第二短接部513一侧，以保证主体部51的机械稳定性。
在一些示例中，每个相控单元5的主体部51的多个第一子电极511可以间隔分布，通过第一短接部512和第二短接部513短接，在另一些示例中，参见图8、图9，每个相控单元5的主体部51的多个第一子电极511也可以一体成型，且第一子电极511之间没有间距，多个第一子电极511形成片状结构，也即主体部51为一片状结构。与图5所示的实施例同理，至少一个连接部52连接在片状结构(即主体部51)，与覆盖在参考电极3上的第一绝缘层4之间，以将片状结构支撑在信号电极2上，片状结构与信号电极2之间构成电容。
与上述同理，参考电极3可以仅包括一个参考电极，则连接部52连接在参考电极3和为片状结构的主体部51之间，参考电极3也可以包括第一参考电极31和第二参考电极32，第一参考电极31和第二参考电极32分别设置在信号电极2的延伸方向的两侧，信号电极2、第一参考电极31和第二参考电极32构成CPW传输线。每个相控单,5的一定数量的第一子电极511形成一体的片状结构，作为主体部51。每个相控单元5还可以包括多个连接部52，多个连接部52均分为两组，以移相器中移相量为45°-90°的相控单元5的结构为例，多个连接部52可以均分为第一组连接部和第二组连接部，第一组连接部中的连接部称为第一连接部52a，第二组连接部中的连接部称为第二连接部52b；第一组连接部和第二组连接部中的一组连接在为片状结构的主体部51的靠近第一参考电极31一侧，与覆盖在第一参考电极31上的第一绝缘层4之间，即第一连接部52a的一端均连接为片状结构的主体部51的靠近第一参考电极31一侧，另一端均连接覆盖在第一参考电极31上的第一绝缘层4；另一组连接在为片状结构的主体部51的靠近第二参考电极32一侧，与覆盖在第二参考电极32上的第一绝缘层4之间，即第二连接部52b的一端均连接为片状结构的主体部51的靠近第二参考电极32一侧，另一端均连接覆盖在第二参考电极32上的第一绝缘层4。从第一组连接部中的第一连接部52a和第二组连接部中的第二连接部52b将主体部51架设在信号电极2上。第一组连接部中的第一连接部52a的数量可以与第二组连接部中的第二连接部52b的数量相同，且任意两个相邻的第一连接部52a之间的间距相同，任意两个相邻的第二连接部52b之间的间距也相同，即第一连接部52a等间距地分布在为片状结构的主体部51的靠近第一参考电极31一侧，第二连接部52b等间距地分布在为片状结构的主体部51的靠近第二参考电极32一侧，以保证主体部51的机械稳定性。
本公开实施例提供的移相器中，每个相控单元5的主体部51由多个第一子电极511间隔设置组成，也可以由多个第一子电极51形成片状结构组成，多个第一子电极511也可以按照其他方式排列组成主体部。在上述实施例中，除了包含单个第一子电极511的相控单元5，每个相控单元5的两组连接部52的任一组中连接部的数量，皆小于该相控单元5的主体部51的第一子电极511的数量，从而能够减少相控单元5与第一绝缘层4的连接点的数量，因此主体部51更容易在静电拉力下活动。可选地，一个相控单元5的两组连接部52的任一组中连接部的数量，为该相控单元5的主体部51的第一子电极511的数量的二分之一。如图2、图5、图8所示，除第一个相控单元5包含单个第一子电极511，其他三个相控单元5的主体部51的第一子电极511的数量为2、4、8，对应一个参考电极3的一组连接部中连接部52的数量分别为1、2、4。当然，也可以进一步减少连接部52的数量，只要能给主体部51提供足够的支撑力即可。
可选地，每个相控单元5的主体部51中，各个第一子电极511中的每个第一子电极511的宽度可以相同，从而每个第一子电极511与信号电极2之间的重叠面积相同。任意两个相邻的第一子电极511之间的间距相同，即第一子电极511等间距排布。当然，第一子电极511的宽度也可以具有变化，且间距也可以不同，具体的可以根据需要设置，在此不做限制。
在一些示例中，本公开实施例提供的移相器还可以包括控制单元01和多条信号引线02。控制单元01能够提供直流偏置电压，控制单元01具有多个输出口，控制单元01的每个输出口输出一路直流偏置电压，每条信号引线02的一端连接控制单元01，另一端连接一个相控单元5，向该相控单元5提供直流偏置电压。具体地，每条信号引线02连接一个相控单元5的连接部52，若相控单元5包括多个连接部52，则信号引线02可以连接一个相控单元5的多个连接部52中的任一个，相较于每个第一子电极511均连接一条信号引线02，再将同一相控单元5的多个第一子电极511的信号引线02引入同一端口，本公开实施例有效减少了信号引线02的数量，且同一相控单元5接收同一条信号引线02输出的直流偏置电压，能够有效保证相控单元5的各个第一子电极511接收到的直流偏置电压的一致性。
在一些示例中，在移相器应用当做，外部环境因素(如压强、温度、外界压力)下，会影响移相器的稳定性，因此可以对移相器进行封装。参见图10，本公开实施例提供的移相器还可以包括第二基板6，与第一基板1相对设置，且第二基板6设置在多个相控单元5背离第一基板1一侧，具体地，第二基板6设置在多个相控单元5的主体部51背离第一基板1一侧，且第二基板6与多个相控单元5之间具有间隙，从而第二基板6不会影响相控单元5的主体部51的机械活动。移相器还可以包括密封结构7，密封结构7设置在第一基板1与第二基板6之间，且密封结构7设置在第一基板1的周边区域，以将第一基板1和第二基板6进行密封，隔绝外部水氧，保护移相器的内部结构。并且，密封结构7在第一基板1上的正投影，与多个相控单元5在第一基板1上的正投影无重叠，即密封结构7与相控单元5无接触，密封结构7被限定在第一基板1的周边区域。
在一些示例中，密封结构7可以为封框胶等材料，能够将第一基板1和第二基板6进行对盒封装。为了隔绝外部温度对移相器的稳定性的影响，密封结构7可以掺杂一定比例的隔热材料，隔热材料例如可以是玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐、气凝胶毡等。
在一些示例中，为了隔绝外部温度，移相器还可以包括至少一个隔热层8，隔热层8可以设置在第一基板1及第二基板6中的至少一者背离多个相控单元5一侧，以隔绝外部温度。相应地，可以在第一基板1和第二基板6外侧均设置隔热层，具体地，隔热层8可以包括第一隔热层81和第二隔热层82，第一隔热层81可以设置在第一基板1背离多个相控单元5一侧；第二隔热层82设置在第二基板6背离多个相控单元5一侧。隔热层8的材料可以包括多种类型的材料，例如包括绝热陶瓷、有机膜层等，在此不做限定。
在一些示例中，为了在第一基板1和第二基板6之间支撑起一定距离，移相器还可以包括多个隔垫物8，多个隔垫物8设置在第一基板1与第二基板6之间，且多个隔垫物8设置在密封结构7靠近多个相控单元5一侧，即多个隔垫物8设置在密封结构7的内侧。
在一些示例中，还可以在隔垫物8与密封结构7之间设置隔热材料(图中未示出)，以进一步隔绝外部环境温度对移相器的影响。
本公开实施例提供的移相器可以适用于硅基基板的工艺，也可以适用于玻璃基板的工艺，即第一基板和/或第二基板可以为玻璃基板或硅基基板，在此不做限定。
第二方面，参见图11，本公开实施例还提供一种移相器的制备方法，可以包括以下步骤：
S1、提供第一基板1和第二基板6。
具体地，第一基板1和/或第二基板6可以为玻璃基板或硅基基板，对第一基板1和/或第二基板6进行清洗、烘干等准备。
S2、在第一基板1上形成信号电极2和参考电极3，在信号电极2和参考电极3上形成第一绝缘层4；在第二基板6上涂覆隔垫物8的材料形成隔垫物。
具体地，参见图11(a1)，在第一基板1侧，可以在第一基板1上通过溅射等工艺形成第一电极层，再通过曝光、刻蚀、显影等工艺形成信号电极2和参考电极3的图形。在信号电极2和参考电极3背离第一基板1一侧沉积第一绝缘层4，使第一绝缘层4包覆在信号电极2和参考电极3外。
具体地，参见图11(a2)，在第二基板6侧，在第二基板6上制备厚度在5-7um的有机膜层，通过曝光、刻蚀、显影等工艺，形成隔垫物8。
S3、在第一绝缘层4上制作相控单元5；在第二基板6上涂覆密封结构7的材料形成密封结构7。
具体地，参见图11(b1)，在第一基板1侧，可以在第一绝缘层4上制作第二金属层，再通过刻蚀工艺形成相控单元5的主体部51和连接部52。
具体地，参见图11(b2)，在第二基板6侧，可以在第二基板6上涂覆封框胶的材料，再经过曝光、刻蚀、显影等工艺在第二基板6的周边区域形成密封结构。
S4、将上述步骤的第一基板1和第二基板6对盒，并在第一基板1外侧制作第一隔热层81，在第二基板6外侧制作第二隔热层82。
具体地，参见图11(c)，在真空环境下将第一基板1和第二基板6对盒，实现封装。真空封装可以有效隔绝外部热量交换，从而可以保证移相器工作环境的温度稳定性。
进一步地，参见图11(d)，为进一步提升移相器的温度稳定性，在对盒后的第一基板1背离第二基板6一侧涂布有机膜层或蒸镀绝热陶瓷膜等材料形成第一隔热层81；在对盒后的第二基板6背离第一基板1一侧涂布有机膜层或蒸镀绝热陶瓷膜等材料形成第二隔热层82。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (14)
1.一种移相器，其特征在于，包括：
第一基板；
信号电极和位于所述信号电极的延伸方向的至少一侧的参考电极，所述信号电极和所述参考电极均设置在所述第一基板上；
第一绝缘层，设置在所述参考电极和所述信号电极背离所述第一基板一侧；
至少一个相控单元，设置在所述第一绝缘层背离所述第一基板一侧，每个所述相控单元包括主体部和至少一个连接部；所述主体部在所述第一基板上的正投影，与所述信号电极在所述第一基板上的正投影至少部分重叠，且所述主体部与所述第一绝缘层之间具有间隙；至少一个所述连接部连接在所述主体部，与覆盖在所述参考电极上的所述第一绝缘层之间；其中，
所述主体部包括多个第一子电极，多个所述第一子电极相短接，且多个所述第一子电极中的至少部分连接同一所述连接部。
2.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于，每个所述相控单元的所述主体部还包括第一短接部和第二短接部，多个所述第一子电极的一端均连接所述第一短接部，另一端均连接所述第二短接部；
至少一个所述连接部与所述第一短接部与所述第二短接部中的一者连接。
3.根据权利要求2所述的移相器，其特征在于，所述参考电极包括第一参考电极和第二参考电极，所述第一参考电极和所述第二参考电极分别设置在所述信号电极的延伸方向的两侧；
每个所述相控单元包括多个所述连接部，多个所述连接部均分为两组，其中一组连接在所述第一短接部，与覆盖在所述第一参考电极上的所述第一绝缘层之间，另一组连接在所述第二短接部，与覆盖在所述第二参考电极上的所述第一绝缘层之间。
4.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于，每个所述相控单元的多个第一子电极一体成型，且形成片状结构；至少一个所述连接部连接在所述片状结构，与覆盖在所述参考电极上的所述第一绝缘层之间。
5.根据权利要求4所述的移相器，其特征在于，所述参考电极包括第一参考电极和第二参考电极，所述第一参考电极和所述第二参考电极分别设置在所述信号电极的延伸方向的两侧；
每个所述相控单元包括多个所述连接部，多个所述连接部均分为两组，其中一组连接在所述片状结构靠近所述第一参考电极的一侧，与覆盖在所述第一参考电极上的所述第一绝缘层之间，另一组连接在所述片状结构靠近所述第二参考电极一侧，与覆盖在所述第二参考电极上的所述第一绝缘层之间。
6.根据权利要求3或5任一所述的移相器，其特征在于，每个所述相控单元的两组连接部的任一组中所述连接部的数量，为所述第一子电极的数量的二分之一。
7.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于，多个所述第一子电极中的每个的宽度相同，且任意两个相邻的所述第一子电极之间的间距相同。
8.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于，还包括：控制单元和多条信号引线；每条所述信号引线的一端连接所述控制单元，另一端连接一个所述相控单元中的任一所述连接部。
9.根据权利要求1-5任一所述的移相器，其特征在于，还包括：第二基板，与所述第一基板相对设置，且设置在多个所述相控单元背离所述第一基板一侧；所述第二基板与多个所述相控单元之间具有间隙；
密封结构，设置在所述第一基板与所述第二基板之间，且设置在所述第一基板的周边区域；所述密封结构在所述第一基板上的正投影，与多个所述相控单元在所述第一基板上的正投影无重叠。
10.根据权利要求9所述的移相器，其特征在于，所述密封结构包括隔热材料。
11.根据权利要求9所述的移相器，其特征在于，还包括：至少一个隔热层，设置在所述第一基板及所述第二基板中的至少一者背离多个所述相控单元一侧。
12.根据权利要求11所述的移相器，其特征在于，所述至少一个隔热层包括第一隔热层和第二隔热层；所述第一隔热层设置在所述第一基板背离多个所述相控单元一侧；所述第二隔热层设置在所述第二基板背离多个所述相控单元一侧。
13.根据权利要求9所述的移相器，其特征在于，还包括：多个隔垫物，设置在所述第一基板与所述第二基板之间，且设置在所述密封结构靠近多个所述相控单元一侧。
14.根据权利要求9所述的移相器，其特征在于，所述第一基板和/或所述第二基板为玻璃基板或硅基基板。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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