CN115152089B - 移相器及其制备方法、天线 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种移相器及其制备方法、天线，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，设置在第一基板上的信号线和参考线，设置在信号线上的第一绝缘层，和设置在第一绝缘层背离信号线一侧的多个电极膜桥以及设置在绝缘层上的第一传输结构，其与信号线电连接，且第一传输结构在第一基板上的正投影，与多个电极膜桥在第一基板上的正投影无重叠。由于设置了第一传输结构，因此能够阻隔射频信号对直流偏置电压的影响，从而能够保证移相器的低插损性能，提高移相器的稳定性。

Description

移相器及其制备方法、天线
技术领域
本发明属于通信技术领域，具体涉及一种移相器及其制备方法、天线。
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。MEMS移相器通常具有第一基板，设置在第一基板上的信号线和参考线，以及设置在信号线背离第一基板一侧的多个电极膜桥，电极膜桥悬空设置在信号线上，通过信号线与电极膜桥之间形成分布电容对射频信号进行移相。为了能够形成可变电容，需要将直流偏置电压通过传输线加载至信号线上，而同时信号线还用于传输射频信号，因此，射频信号会向直流偏置电压的传输线泄露，造成移相器的插损增大，稳定性降低等问题。
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，其能够避免射频信号向直流偏置电压的传输结构泄露，从而能够保证移相器的低插损性能，提高移相器的稳定性。
第一方面，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；
信号线和位于所述信号线的延伸方向的至少一侧的参考线，所述信号线和所述参考线均设置在所述第一基板上；
第一绝缘层，设置在所述信号线背离所述第一基板一侧；
多个电极膜桥，设置在所述第一绝缘层背离所述信号线一侧；每个所述电极膜桥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，与所述信号线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所述主体部，且所述连接部在所述第一基板上的正投影，与所述参考线在所述第一基板上的正投影至少部分重叠；
第一传输结构，设置在所述第一绝缘层背离所述第一基板的一侧，且与所述信号线电连接；所述第一传输结构在所述第一基板上的正投影，与多个所述电极膜桥在所述第一基板上的正投影无重叠。
本发明提供的移相器，由于设置了第一传输结构，第一传输结构能够将直流偏置电压加载至信号线，并且能够避免信号线上的射频信号向第一传输结构泄露，因此能够保证移相器的低插损性能，提高移相器的稳定性。
优选的是，所述第一传输结构为高阻传输线，所述高阻传输线的方块电阻大于所述信号线的方块电阻，其第一端连接所述信号线，第二端连接直流偏置电压源。
优选的是，所述高阻传输线的材料至少包括氧化铟锡。
优选的是，所述第一传输结构为高频传输线，所述高频传输线包括多个第一连接段和多个第二连接段，所述第一连接段和所述第二连接段首尾相连；多个所述第一连接段沿同一方向间隔排布；每个所述第二连接段连接在相邻的两个所述第一连接段之间；其中，
多个所述第一连接段沿第一方向延伸，多个所述第二连接段沿第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向相交。
优选的是，所述第一方向与第二方向中的一者与所述信号线的延伸方向相垂直，另一者与所述信号线的延伸方向相平行。
优选的是，一个所述第一连接段的长度，和一个所述第二连接段的长度不同。
优选的是，所述第一传输结构包括第一传输线，所述第一传输线呈平面螺旋形排布构成平面电感；所述第一传输线的第一端连接所述信号线，第二端连接直流偏置电压源。
优选的是，所述第一绝缘层设置有一通孔；
所述第一传输线分为第一子传输线和第二子传输线；所述第一子传输线设置在所述第一绝缘层背离所述第一基板一侧，所述第二子传输线设置在所述第一绝缘层靠近所述第一基板一侧；其中，
所述第一子传输线呈平面螺旋形排布构成平面电感，其第一端连接所述信号线，第二端通过所述通孔连接所述第二子传输线的第一端；所述第二子传输线的第二端连接直流偏置电压源。
优选的是，所述第一传输线呈矩形的平面螺旋形排布。
优选的是，所述第一绝缘层具有镂空部，所述信号线的第一端部在所述第一基板上的正投影，位于所述镂空部在所述第一基板上的正投影內；
所述信号线的第一端部背离所述第一基板一侧设置有辅助电极，所述第一传输结构的第一端通过所述辅助电极与所述信号线的第一端部连接。
优选的是，所述第一传输结构在所述第一基板上的正投影，与所述参考线在所述第一基板上的正投影至少部分重叠。
优选的是，所述连接部靠近所述信号线的边缘，和与之对应的所述参考线靠近所述信号线的边缘对齐。
优选的是，所述主体部分为两个第一部分和连接在二者之间的第二部分，所述连接部连接两个所述第一部分中的至少一者；
所述第一部分在所述第一基板上的正投影，与所述信号线在所述第一基板上的正投影无重叠；所述第二部分在所述第一基板上的正投影，与所述信号线在所述第一基板上的正投影至少部分重叠；其中，
沿所述信号线的延伸方向，所述连接部的宽度不小于所述第一部分的宽度；所述第一部分的宽度不小于所述第二部分的宽度。
优选的是，所述主体部分布有多个开口。
第二方面，本发明还提供一种移相器的制备方法，包括以下步骤：
在第一基板上制作信号线和位于所述信号线的延伸方向的至少一侧的参考线；
在所述信号线背离所述第一基板一侧制作第一绝缘层；
在所述第一绝缘层背离所述第一基板的一侧制作第一传输结构，使其与所述信号线电连接；所述第一传输结构在所述第一基板上的正投影，与多个电极膜桥在所述第一基板上的正投影无重叠；
在所述第一绝缘层背离所述信号线一侧制作多个电极膜桥；每个所述电极膜桥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，与所述信号线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所述主体部，且所述连接部在所述第一基板上的正投影，与所述参考线在所述第一基板上的正投影至少部分重叠。
第三方面，本发明还提供一种天线，包括多个上述移相器。
附图说明
图1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2为本公开实施例提供的移相器的一种实施例的局部结构示意图；
图3为沿图3的A-B方向剖切的剖面图；
图4为本公开实施例提供的移相器的一种实施例的剖面图(电极膜桥处)；
图5为一种示例性的移相器以及附加电路的结构示意图；
图6为沿图3的C-D方向剖切的剖面图；
图7为本公开实施例提供的移相器的一种实施例的剖面图(第一传输结构处)；
图8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之一；
图9为沿图8的E-F方向剖切的剖面图；
图10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之二；
图11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之三；
图12为本公开实施例提供的移相器的一种示例性的等效电路图；
图13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14为沿图13的G-H方向剖切的剖面图；
图15为本公开实施例提供的移相器的电极膜桥的一种实施例的结构示意图；
图16为本公开实施例提供的移相器的制备方法的流程图。
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。
第一方面，参见图1-图3，其中，为了更清楚地示出结构，图2为图1的局部结构示意图，本公开实施例提供一种移相器，以移相器100为例，该移相器包括第一基板1、信号线2、参考线3、第一绝缘层4、多个电极膜桥5、第一传输结构6和电压输入线01。
具体地，参见图3，信号线2和参考线3均设置在第一基板1上，且参考线3位于信号线2的延伸方向(例如第一方向S1)的至少一侧，信号线2与参考线3形成共面波导(CPW)传输线。第一绝缘层4设置在信号线2背离第一基板1一侧，以对信号线2与电极膜桥5进行绝缘。
进一步地，多个电极膜桥5设置在第一绝缘层4背离信号线2一侧，每个电极膜桥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，与信号线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连接主体部51，且连接部52在第一基板1上的正投影，与参考线3在第一基板1上的正投影至少部分重叠。连接部52能够支撑起主体部51,使主体部51与信号线2上的第一绝缘层4之间具有一定间隙，从而主体部51与信号线2之间形成电容，从而直流偏置电压加载到主体部51和信号线2上，使CPW传输线成为一个可变电容周期传输线结构，以达到移相的目的。为了调节移相量，可以将不同数量的电极膜桥5相连接，相连接的电极膜桥5组成一个相控单元，例如图1中，第一、二个相控单元具有一个电极膜桥5，第三、四、五个相控单元分别具有2、4、8个电极膜桥5。由于不同的相控单元具有不同数量的电极膜桥5，因此不同数量的电极膜桥5与信号线2的正对面积不同，从而可以形成大小不同的电容，进而对应的移相量不同，因此，可以设置多个相控单元，通过所需的移相量驱动对应的一个或多个相控单元，能够调节移相器的移相量。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。
需要说明的是，本公开实施例提供的移相器中，可以只在第一基板1上设置一条参考线3，该参考线3设置在信号线2的延伸方向的任一侧；也可以在第一基板上设置两条参考线3，即参考线3可以包括第一参考线31和第二参考线32，第一参考线31和第二参考线32分别设置在信号线2的延伸方向的两对侧。以下皆以参考线3包括第一参考线31和第二参考线32进行说明。若移相器仅包括一条参考线3，则每个电极膜桥5仅包括一个连接部52，主体部51的另一侧不设置连接部52；若移相器包括第一参考线31和第二参考线32，则每个电极膜桥5包括两个连接部52，分别为第一连接部52a和第二连接部52b，第一连接部52a和第二连接部52b的一端分别连接在主体部51的两侧，另一端分别固定在第一参考线31和第二参考线32上，或分别固定在覆盖在第一参考线31和第二参考线32上的第一绝缘层4上。以下皆以每个电极膜桥5包括第一连接部52a和第二连接部52b为例进行说明。
在本公开实施例提供的移相器中，每个电极膜桥5的主体部51由连接部52架设在信号线2上，直流偏置电压加载至电极膜桥5和信号线2，具体地，直流偏置电压加载至电极膜桥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和信号线2之间产生静电引力，从而能够驱动主体部51在垂直于信号线2的方向上，向靠近信号线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电极膜桥5的连接部52施加在其主体部51和信号线2之间时，电极膜桥5中由主体部51-间隙-第一绝缘层4-信号线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与覆盖在信号线2上的第一绝缘层4之间的间隙，当直流偏置电压由电极膜桥5的连接部52施加在其主体部51和信号线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，电极膜桥5中由主体部51-第一绝缘层4-信号线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。每个电极膜桥5的移相量由该电极膜桥5的主体部51与信号线2的重叠面积，以及该电极膜桥5的Con/Coff的值决定。
需要说明的是，电极膜桥5的直流偏置电压可以由电压输入线01输入，即电压输入线01设置在第一绝缘层4背离第一基板上，每个电极膜桥5连接一条电压输入线01的一端，电压输入线01的另一端连接直流偏置电压源(图中未示出)。
需要说明的是，本公开实施例提供的移相器中，第一绝缘层4可以覆盖在信号线2和参考线3上(如图3所示)，第一绝缘层4也可以仅覆盖信号线2,而不覆盖第一参考线31和第二参考线32(如图4所示)。以移相器包括第一参考线31和第二参考线32，电极膜桥5包括第一连接部52a和第二连接部52b为例，若第一绝缘层4覆盖在信号线2和参考线3上，则电极膜桥5的第一连接部52a连接在主体部51的一侧与覆盖在第一参考线31上的第一绝缘层4之间，第二连接部52b连接在主体部51的另一侧与覆盖在第二参考线32上的第一绝缘层4之间；若第一绝缘层4仅覆盖信号线2，则电极膜桥5的第一连接部52a连接在主体部51的一侧与第一参考线31之间，第二连接部52b连接在主体部51的另一侧与第二参考线32之间，第一参考线31和第二参考线32均连接参考电压源，因此电极膜桥2的电位也为参考电压源提供的参考电压，则仅在信号线2上输入直流偏置电压即可。以下皆以第一参考线31和第二参考线32上覆盖有第一绝缘层4，第一连接部52a和第二连接部52b连接在第一绝缘层4上为例进行说明，但不对本发明构成限制。
需要说明的是，在第一绝缘层4覆盖信号线2,而不覆盖参考线3(如图4所示)的实施例中，由于第一传输结构6用于信号线2输入直流偏置电压，因此第一传输结构6可以设置在参考线3(第一参考线31或第二参考线32)上并延伸至信号线2处，即第一传输结构6与参考线3有交叠，因此，第一传输结构6与参考线3相交叠的区域也覆盖有第一绝缘层4，以对第一传输结构5与参考线3进行绝缘。
由上述可知，为了在电极膜桥5和信号线2之间形成分布电容，需要向信号线2输入直流偏置电压，而信号线2也作为射频信号的传输线，因此，信号线2会同时接收低频的直流偏置电压和高频的射频信号。为了防止避免射频信号向直流偏置电压的传输线泄露，使得移相器的插损增高，稳定性降低，需要对直流偏置电压和射频信号进行阻隔设计。
参见图5，以图1的移相器100为例，可以在信号线2的一端连接T形偏置器200，在信号线2的另一端连接隔离器300，二者均连接外部设备400，外部设备400能够提供射频信号(或测试信号)，外部设备400例如可以是矢量网络分析仪(VNA)，VNA能够对移相器的性能进行测试。其中，T形偏置器200具有第一端口P1、第二端口P2和第三端口P3，第一端口P1连接信号线2；第二端口P2连接直流偏置电压源的一端，直流偏置电压源的另一端接参考电压，例如，可以接在移相器的参考线3上；第三端口P3连接外部设备400。外部设备400将射频信号经由隔离器300输入信号线2，其中，隔离器300具有电容，能够隔离直流偏置电压；射频信号经由信号线2后输入第一端口P1，再经过T形偏置器200内的电容后由第三端口P3输出，由于电容能够隔离直流电压，通过交流信号，因此射频信号可以由第三端口P3输出，而直流偏置电压无法通过；直流偏置电压源将直流偏置电压由第二端口P2输入，经过T形偏置器200内的电感后由第一端口P1输出给信号线2，由于电感能够隔离交流信号，通过直流信号，因此直流偏置电压可以通过第一端口P1输出给信号线2，且能够避免射频信号泄露。以上电路可以实现直流偏置电压和射频信号的隔离，避免射频信号外泄，但若移相器应用到相控阵天线中，即天线中包括多个移相器，则较难给每个移相器都设置上述电路。
因此，本公开实施例提供的移相器中还设置了第一传输结构6，第一传输结6设置在第一绝缘层4背离第一基板1的一侧，且第一传输结构6与信号线2电连接，第一传输结构6用于将直流偏置电压传输至信号线2，且阻隔信号线2上的射频信号。第一传输结构6在第一基板1上的正投影，与多个电极膜桥5在第一基板1上的正投影无重叠。
本公开实施例提供的移相器，由于设置了第一传输结构6，第一传输结构6能够将直流偏置电压加载至信号线2，并且能够避免信号线2上的射频信号向第一传输结构6泄露，因此能够保证移相器的低插损性能，提高移相器的稳定性。
在本公开实施例中，第一传输结构6的具体结构可以包括多种，以下举例说明。
在一些示例中，参见图1-图2、图6-图7，在本公开实施例提供的移相器中，第一传输结构6可以为高阻传输线，高阻传输线的方块电阻可以大于信号线2的方块电阻，高阻传输线的第一端连接信号线2，高阻传输线的第二端连接直流偏置电压源，直流偏置电压源用于提供直流偏置电压。由于高阻传输线的电阻较大，根据电路原理可知，对于稳态电路而言，几乎没有电流，因此直流偏置电压通过高阻传输线几乎不受影响，而高频交流的射频信号则几乎无法通过高阻传输线，因此，使用高阻传输线将直流偏置电压输入给信号线2，能够使直流偏置电压不受影响，提高移相器的稳定性，且能够有效防止信号线2上的射频信号向高阻传输线输出，因此能够防止射频信号泄露，从而能够保证移相器的低插损性能。
在一些示例中，高阻传输线的材料可以包括各种电阻较高的可导电材料，例如，高阻传输线的材料可以包括氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)，当然，高阻传输线还可以采用其他电阻较高的可导电材料，或者采用多种材料的组合，在此不做限定。
在一些示例中，高阻传输线能够沿直线排布，也可以弯曲排布，且可以沿各个方向排布，在此不做限定。在本实施例中，如图1、图2所述，以高阻传输线沿垂直于信号线2的延伸方向(例如S1)的方向，由第一基板的边缘延伸至信号线2为例进行说明，但不对本发明构成限制。
需要说明的是，参见图2、图6，第一绝缘层4可以覆盖在信号线2、第一参考线31和第二参考线32背离第一基板1一侧，但为了使第一传输结构6能够与信号线2连接，信号线2的第一端部201上可以不设置第一绝缘层4，即第一绝缘层4对应信号线2的第一端部201的位置具有镂空部，信号线2的第一端部201在第一基板1上的正投影，位于第一绝缘层4的镂空部在第一基板1上的正投影内，以通过镂空部裸露出信号线2的第一端部201，第一传输结构6连接在信号线2的第一端部201上。
进一步地，参见图6、图7，由于信号线2的第一端部201上没有第一绝缘层4，而其他部分上设置了第一绝缘层4，因此信号线2的第一端部201背离第一基板1的表面，与第一绝缘层4背离第一基板1的表面存在高度差，第一端部201背离第一基板1的表面所在平面，低于第一绝缘层4背离第一基板1的表面所在平面，若直接设置第一传输结构6，容易在坡度较大的地方产生断线等问题。以参考线3包括第一参考线31和第二参考线32，第一参考线31和第二参考线32分别设置在信号线2的延伸方向(例如S1)的两侧为例，当信号线2的第一端部201背离第一基板1的表面，与第一绝缘层4背离第一基板1的表面位于不同平面时，信号线2的第一端部201背离第一基板1一侧可以设置辅助电极02，且辅助电极02设置在第一绝缘层4的镂空部中，辅助电极02的厚度大致等于信号线2的第一端部201背离第一基板1的表面与第一绝缘层4背离第一基板1的表面的高度差，即辅助电极02背离第一基板1的表面与第一绝缘层4背离第一基板1的表面位于同一平面，从而信号线2的第一端部201能够实现平坦化，第一传输结构6的第一端能够通过辅助电极6与信号线2的第一端部201连接。可选地，参见图6、图7，辅助电极02的材料可以与第一传输结构6的材料不同(如图6所示)，也可以与第一传输结构6的材料相同(如图7所示)，在此不做限定。以第一传输线6为高阻传输线为例，若高阻传输线采用ITO，辅助电极02可以采用其他金属材料，或者，辅助电极02也采用ITO，与高阻传输线的ITO分层沉积，在此不做限定。后续各第一传输结构6均可采用辅助电极02与信号线2实现连接，后续不再赘述。
在一些示例中，参见图8-图11，在本公开实施例提供的移相器中，第一传输结构6可以为高频传输线，由于寄生效应，高频传输线会产生较大的寄生电感，因此采用高频传输线的第一传输结构6相当于连接了一个较大的寄生电感L1，其等效电路图如图12所示，其中，V表示高频传输线连接的直流偏置电压源，CPWi为输入信号线2的射频信号输入端，CPWo为接入的设备，能够提供射频信号，例如VNA等，直流偏置电压能够通过高频传输线排布形成的寄生电感L1后输入信号线2，寄生电感L1几乎不影响直流偏置电压，而射频信号若通过寄生电感L1，寄生电感L1两端将会产生自感电动势，自感电动势的方向与外加电压的方向相反，阻碍射频信号通过，因此，高频传输线能够有效阻隔信号线2上的射频信号向高频传输线泄露，且从而能够保证移相器的低插损性能，提高移相器的稳定性。
进一步地，高频传输线可以弯折排布，具体地，高频传输线可以包括多个第一连接段6a和多个第二连接段6b，第一连接段6a和第二连接段6b首尾相连构成弯折结构，多个第一连接段6a沿同一方向间隔排布，每个第二连接段6b连接在相邻的两个第一连接段6a之间。其中，多个第一连接段6a沿第一方向S1延伸，多个第二连接段6b沿第二方向S2延伸，且第一方向S1与第二方向S2相交。由于第一连接段6a和第二连接段6b的延伸方向不同，且首尾连接，因此，在第一连接段6a的排布方向上，相邻的第一连接段6a具有一定的交叠面积，彼此之间会产生寄生电感，从而多个第一连接段6a和多个第二连接段6b首尾相连构成的弯折结构，将构成一个总的寄生电感，进一步增,大高频传输线产生的寄生电感L1。并且，高频传输线采用弯折排布，相比直线排布，能够减少其布线面积。
在本实施例中，还可以在信号线2上连接一个电容C作为隔离器，隔绝直流偏置电压，该电容C可以采用外置电容，也可以在信号线2上方或下方再设置一次电极，与信号线2自身形成电容，在此不做限定。
可选地，参见图8、图9-图10，高频传输线具体可以具有多种排布方式，且一个第一连接段6a的长度可以与一个第二连接段6a的长度不同，只要第一连接段6a与第二连接段6b能够形成寄生电感即可。例如，参见图8,多个第一连接段6a沿第一方向S1延伸，多个第二连接段6b沿第二方向S2延伸，且第一方向S1与第二方向S2相交，其中，第一方向S1垂直于信号线2的延伸方向，而第二方向S2平行于信号线2的延伸方向，且多个第一连接段6a沿第二方向S2(平行于信号线2的延伸方向的方向)间隔排布，第二连接段6b分别在第一连接段6a的两侧，每个第二连接段6b连接在相邻的两个第一连接段6a之间，且一个第一连接段6a的长度大于一个第二连接段6b的长度。
又例如，参见图10、图11,多个第一连接段6a沿第一方向S1延伸，多个第二连接段6b沿第二方向S2延伸，且第一方向S1与第二方向S2相交，其中，第一方向S1平行于信号线2的延伸方向，而第二方向S2垂直于信号线2的延伸方向，且多个第一连接段6a沿第二方向S1(垂直于于信号线2的延伸方向的方向)间隔排布，第二连接段6b分别在第一连接段6a的两侧，每个第二连接段6b连接在相邻的两个第一连接段6a之间，且一个第一连接段6a的长度大于一个第二连接段6b的长度。参见图10，以信号线2指向第一参考线31的方向，可以将第一连接段6a和第二连接段6b组成的弯折结构中，最头部的第一连接段6a所连接的第二连接段6b连接信号线2，最尾部的第一连接段6a所连接的第二连接段6b连接外部直流偏置电压源；参见图11，以信号线2指向第一参考线31的方向，可以将第一连接段6a和第二连接段6b组成的弯折结构中，最尾部的第一连接段6a所连接的第二连接段6b连接信号线2，最头部的第一连接段6a所连接的第二连接段6b连接外部直流偏置电压源。当然，除了上述弓字形排布的高频信号线，高频信号线还可以按照更多种方式排布，例如可以按S形排布、折线形排布等，在此不做限定。
在一些示例中，参见图13、图14，在本公开实施例提供的移相器中，第一传输结构6可以包括第一传输线，第一传输线呈平面螺旋形排布，以构成平面电感。构成平面电感的第一传输线的第一端连接信号线2，具体可以连接信号线2的第一端部201，第一传输线的第二端连接直流偏置电压源，以传输直流偏置电压给信号线2。与上述同理，直流偏置电压能够通过第一传输线形成的平面电感后输入信号线2，平面电感几乎不影响直流偏置电压，而射频信号若通过平面电感，平面电感两端将会产生自感电动势，自感电动势的方向与外加电压的方向相反，阻碍射频信号通过，因此，平面电感能够有效阻隔信号线2上的射频信号向高频传输线泄露，且从而能够保证移相器的低插损性能，提高移相器的稳定性。
在一些示例中，由于第一传输线构成的平面电感的一端需要连接信号线2，另一端需要延伸到第一基板1背离信号线2的边缘，以连接直流偏置电压源，而螺旋形排布的第一传输线的两端中的一端位于螺旋线中部位置，因此，需要进行跨层设计才能够延伸出来。参见图13、图14，图13中为了示出第一子传输线61和第二子传输线62的位置关系，对第一子传输线61的填充图案进行半透明化，但并不对第一子传输线的结构进行限定。为第一传输线的第一传输结构6分为第一子传输线61和第二子传输线62，第一子传输线61设置在第一绝缘层4背离第一基板1一侧，第二子传输线62设置在第一绝缘层4靠近第一基板1一侧，即第一子传输线61和第二子传输线62设置在第一绝缘层4的对侧，并且，第一绝缘层4中设置有一通孔Via，且通孔Via在第一基板1上的正投影，与参考线3(图中具体为第一参考线31)在第一基板1上的正投影无重叠。其中，第一子传输线61呈平面螺旋形排布构成平面电感，设置在第一绝缘层4上，第一子传输线61的第一端连接信号线2的第一端部201，第一子传输线61的第二端通过通孔Via连接第一绝缘层4下的第二子传输线62的第一端，第二子传输线62的第二端连接直流偏置电压源，因此能够避免第一子传输线61和第二子传输线62短路，且能够形成平面电感。第一子传输线61和第二子传输线62可以采用同一种材料，也可以采用不同的材料，在此不做限定。
需要说明的是，本实施例中第一传输线排布的平面螺旋形可以包括多种类型，例如，矩形螺旋形、圆形螺旋形、六边形螺旋形、八边形螺旋形等，且对平面电感的线宽、匝数等可以根据需要设计，在此均不限定。本实施例中以第一传输线呈矩形的平面螺旋形排布为例进行说明，但不对本发明构成限制。
在一些示例中，第一传输结构6在第一基板1上的正投影，与参考线3在第一基板1上的正投影至少部分重叠，从而第一传输结构6与参考线3之间能够形成寄生电感，能够进一步防止射频信号泄露。例如，参见图8，采用高频传输线形成的弯折结构作为第一传输结构6的实施例中，第一传输结构6与第一参考线31存在交叠，除了第一连接段6a与第二连接段6b之间形成的寄生电感外，第一连接段6a与第二连接段6b可以分别与第一参考线31形成寄生电感，从而增大了寄生电感的电感值，具有更好的隔离射频信号的效果。
需要说明的是，在上述示例中，给电极膜桥5输入直流偏置电压达到电压传输线01可以为各种结构，采用各种方式，电压传输线01的材料和形状可以与第一传输结构6相同，也可以不同，在此不做限定。
在一些示例中，可以增加第一传输结构6与第一基板1之间的第一绝缘层4的厚度，和/或，可以减少第一传输结构6的材料层的厚度，可以进一步保证移相器的低插损性能。
在一些示例中，第一传输结构6的整个结构可以均设置在信号线2的延伸方向的两侧中的任一侧，从而减少布线的复杂度。
在一些示例中，每个电极膜桥5的连接部52靠近信号线2的边缘，和与该连接部52对应的参考线3(即二者在第一基板1上的正投影存在重叠)靠近信号线2的边缘对齐,从而能够采用同一道掩膜版图案化电极层形成电极膜桥5和参考线3。
可选地，本实施例提供的移相器中，电极膜桥5可以采用多种类型的结构，例如，主体部51可以为一规则的矩形(如图1所示)。又例如，参见图15，每个电极膜桥5的主体部51分为两个第一部分511和连接在两个第一部分511之间的第二部分512，连接部52连接在两个第一部分511中的至少一者，本实施例中，以电极膜桥5具有两个连接部，则第一连接部52a连接一个第一部分511上，第二连接部52b连接另一个第一部分511为例进行说明。其中，主体部51的511第一部分在第一基板1上的正投影，与信号线2在第一基板1上的正投影无重叠；主体部51的第二部分512在第一基板1上的正投影，与信号线2在第一基板1上的正投影至少部分重叠。其中，沿信号线2的延伸方向(例如图中第一方向S1)，连接部52(包括第一连接部52a和第二连接部52b)的宽度d1不小于主体部51的第一部分511的宽度d2，主体部51的第一部分511的宽度d2不小于主体部51的第二部分512的宽度d2，即d1≥d2≥d3。在一些示例中，第一部分511可以为梯形，由第二部分512指向第一部分511的方向上，第一部分511的宽度d2逐渐减小，第一部分511的短边连接第二部分512，长边与连接部52相连，第二部分512可以为矩形，第二部分512与第一部分511连接处的宽度，大致等于第一部分511的短边的边长。从而，由于第二部分512较窄，而第二部分512又与信号线2形成电容，在静电引力的作用下往下运动，因此，较窄的第二部分512更容易被拉动，从而所需的直流驱动电压较小；而连接部52作为主体部51的支撑，宽度较大能够提供更强的支撑力，保证电极膜桥5的机械稳定性；第一部分511则作为第二部分512与连接部52的过渡，连接在二者之间。当然，电极膜桥5还可以为其他结构，在此不做限定。
在一些示例中，参见图15，本公开实施例提供的移相器中，每个电极膜桥5的主体部51的至少部分区域可以分布有多个开口001，开口001起到释放应力的作用，使电极膜桥5不易塌陷，且更容易活动，因此能够使用较小的直流偏置电压即可驱动电极膜桥5下拉。开口001可以为多种形状，例如矩形、圆形等，且数量、分布位置不做限制。
第二方面，参见图16，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、在第一基板1上制作信号线2和位于信号线2的延伸方向的至少一侧的参考线3。
具体地，第一基板1可以为玻璃基板或硅基基板，对第一基板1进行清洗、烘干等准备。参见图16(a)，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线2和参考线3的图形。
S2、在信号线2和参考线3上制作第一绝缘层4。
具体地，参见图16(b)，在信号线2和参考线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包覆在信号线2和参考线3外，并对第一绝缘层4进行图案化，除去第一绝缘层4覆盖在信号线2的第一端部201的部分，使信号线2的第一端部201裸露。
S3、在第一绝缘层4上制作第一传输结构6。
具体地，参见图16(c)，由于信号线2的上表面与第一绝缘层4的上表面具有高度差，为了方便连接，可以在信号线2的第一端部201背离第一基板1一侧沉积辅助电极02的材料层，并进行图案化形成辅助电极02。
进一步地，参见图16(d)在辅助电极02和第一绝缘层4背离第一基板1一侧沉积第一传输结构6的材料，并对第一传输结构6进行图案化，使其与辅助电极02连接。
S4、在第一绝缘层4上制作多个电极膜桥5。
具体地，参见图16(e)，可以在第一绝缘层4沉积牺牲层03，牺牲层03的外轮廓与电极膜桥5的内侧相贴合。参见图16(f)，在牺牲层03上衬底第二金属层，再对第二金属层进行刻蚀，形成电极膜桥5。参见图16(g)，用牺牲层释放液冲洗移相器，释放牺牲层03，从而形成完整的移相器。
第三方面，本发明还提供一种天线，可以包括多个上述移相器，还可以包括多个辐射单元。每个移相器连接至少一个辐射单元，辐射单元用于发射经过移相器移相的射频信号，或接收射频信号后输入至移相器。多个移相器可以阵列排布应用为相控阵天线，且多个移相器的第一基板1可以一体成型。天线可以作为接收天线，也可以作为发射天线，通过控制多个移相器的移相量，实现对移相器的相控阵，使天线能够发出不同方向的波束，或接收不同方向的天线，在此不做限定。
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 (15)

1.一种移相器，其特征在于，包括：
第一基板；
信号线和位于所述信号线的延伸方向的至少一侧的参考线，所述信号线和所述参考线均设置在所述第一基板上；
第一绝缘层，设置在所述信号线背离所述第一基板一侧，且所述信号线的第一端部与所述第一绝缘层在所述第一基板上的正投影无重叠；
多个电极膜桥，设置在所述第一绝缘层背离所述信号线一侧；每个所述电极膜桥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，与所述信号线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所述主体部，且所述连接部在所述第一基板上的正投影，与所述参考线在所述第一基板上的正投影至少部分重叠；
第一传输结构，设置在所述第一绝缘层背离所述第一基板的一侧，且与所述信号线电连接；所述第一传输结构在所述第一基板上的正投影，与多个所述电极膜桥在所述第一基板上的正投影无重叠。
2.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于，所述第一传输结构为高阻传输线，所述高阻传输线的方块电阻大于所述信号线的方块电阻，其第一端连接所述信号线，第二端连接直流偏置电压源；所述高阻传输线的材料至少包括氧化铟锡。
3.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于，所述第一传输结构为高频传输线，所述高频传输线包括多个第一连接段和多个第二连接段，所述第一连接段和所述第二连接段首尾相连；多个所述第一连接段沿同一方向间隔排布；每个所述第二连接段连接在相邻的两个所述第一连接段之间；其中，
多个所述第一连接段沿第一方向延伸，多个所述第二连接段沿第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向相交。
4.根据权利要求3所述的移相器，其特征在于，所述第一方向与第二方向中的一者与所述信号线的延伸方向相垂直，另一者与所述信号线的延伸方向相平行。
5.根据权利要求3所述的移相器，其特征在于，一个所述第一连接段的长度，和一个所述第二连接段的长度不同。
6.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于，所述第一传输结构包括第一传输线，所述第一传输线呈平面螺旋形排布构成平面电感；所述第一传输线的第一端连接所述信号线，第二端连接直流偏置电压源。
7.根据权利要求6所述的移相器，其特征在于，所述第一绝缘层设置有一通孔；
所述第一传输线分为第一子传输线和第二子传输线；所述第一子传输线设置在所述第一绝缘层背离所述第一基板一侧，所述第二子传输线设置在所述第一绝缘层靠近所述第一基板一侧；其中，
所述第一子传输线呈平面螺旋形排布构成平面电感，其第一端连接所述信号线，第二端通过所述通孔连接所述第二子传输线的第一端；所述第二子传输线的第二端连接直流偏置电压源。
8.根据权利要求6所述的移相器，其特征在于，所述第一传输线呈矩形的平面螺旋形排布。
9.根据权利要求1-8任一所述的移相器，其特征在于，所述第一绝缘层具有镂空部，所述信号线的第一端部在所述第一基板上的正投影，位于所述镂空部在所述第一基板上的正投影內；
所述信号线的第一端部背离所述第一基板一侧设置有辅助电极，所述第一传输结构的第一端通过所述辅助电极与所述信号线的第一端部连接。
10.根据权利要求1-8任一所述的移相器，其特征在于，所述第一传输结构在所述第一基板上的正投影，与所述参考线在所述第一基板上的正投影至少部分重叠。
11.根据权利要求1-8任一所述的移相器，其特征在于，所述连接部靠近所述信号线的边缘，和与之对应的所述参考线靠近所述信号线的边缘对齐。
12.根据权利要求1-8任一所述的移相器，其特征在于，所述主体部分为两个第一部分和连接在二者之间的第二部分，所述连接部连接两个所述第一部分中的至少一者；
所述第一部分在所述第一基板上的正投影，与所述信号线在所述第一基板上的正投影无重叠；所述第二部分在所述第一基板上的正投影，与所述信号线在所述第一基板上的正投影至少部分重叠；其中，
沿所述信号线的延伸方向，所述连接部的宽度不小于所述第一部分的宽度；所述第一部分的宽度不小于所述第二部分的宽度。
13.根据权利要求1-8任一所述的移相器，其特征在于，所述主体部分布有多个开口。
14.一种移相器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在第一基板上制作信号线和位于所述信号线的延伸方向的至少一侧的参考线；
在所述信号线背离所述第一基板一侧制作第一绝缘层；
在所述第一绝缘层背离所述第一基板的一侧制作第一传输结构，使其与所述信号线电连接；所述第一传输结构在所述第一基板上的正投影，与多个电极膜桥在所述第一基板上的正投影无重叠；
在所述第一绝缘层背离所述信号线一侧制作多个电极膜桥；每个所述电极膜桥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，与所述信号线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所述主体部，且所述连接部在所述第一基板上的正投影，与所述参考线在所述第一基板上的正投影至少部分重叠。
15.一种天线，其特征在于，包括多个权利要求1-13任一所述的移相器。
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