CN116941123A - 移相器、天线及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种移相器、天线及电子设备，属于通信技术领域。本公开的移相器，其包括：相对设置的第一介质基板和第二介质基板，以及设置在所述第一介质基板和所述第二介质基板之间的可调电介质层、第一电极、第二电极；其中，所述第一电极和所述第二电极均沿第一方向延伸，且所述第一电极和所述第二电极中的至少一者包括第一子电极和第二子电极；所述第一子电极设置在所述第一介质基板靠近所述可调电介质层的一侧，所述第二子电极设置在所述第二介质基板靠近所述可调电介质层的一侧；所述第一子电极和所述第二子电极在所述第一介质基板上的正投影部分重叠。
Description
本公开属于通信技术领域，具体涉及一种移相器、天线及电子设备。
现今的液晶移相器结构，在对盒后的上玻璃基板引入周期性的贴片电容加载，可变电容的调节是通过调节异面两金属板上加载的电压差驱动液晶分子偏转，得到不同的液晶材料特性，对应到电容的容值可变。共表面波导(CPW)结构因其接地电极和信号电极在同一平面内，更易于结构的连接设计，可以省掉玻璃打孔的功能需求。
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、天线及电子设备。
第一方面，本公开实施例提供一种移相器，其包括：相对设置的第一介质基板和第二介质基板，以及设置在所述第一介质基板和所述第二介质基板之间的可调电介质层、第一电极、第二电极；其中，所述第一电极和所述第二电极均沿第一方向延伸，且所述第一电极和所述第二电极中的至少一者包括第一子电极和第二子电极；
所述第一子电极设置在所述第一介质基板靠近所述可调电介质层的一侧，所述第二子电极设置在所述第二介质基板靠近所述可调电介质层的一侧；所述第一子电极和所述第二子电极在所述第一介质基板上的正投影部分重叠。
其中，所述第一电极包括第一参考电极和第二参考电极；所述第二电极在所述第一介质基板上的正投影位于所述第一参考电极和所述第二参考电极在所述第一介质基板上的正投影之间。
其中，所述第二电极包括沿所述第一方向交错排布的所述第一子电极和所述第二子电极，相邻设置的所述第一子电极和所述第二子电极在所述第一介质基板上的正投影部分重叠。
其中，所述第一电极与所述第一子电极同层设置；或者，所述第一电极与所述第二子电极同层设置。
其中，所述第一电极和所述第二电极在所述第一介质基板上的正投影在第二方向上并排设置；所述第一电极和所述第二电极均包括沿所述第一方向交错排布的第一子电极和第二子电极；在所述第一方向上，相邻设置的所述第一子电极和所述第二子电极在所述第一介质基板上的正投影部分重叠。
其中，在所述第二方向上，所述第一电极的第一子电极和所述第二电极的第一子电极对应设置；所述第一电极的第二子电极和所述第二电极的第二子电极对应设置；
在第所述二方向上并排设置的各所述第一子电极的中心在一条直线上；和/或，在所述第二方向上并排设置的各所述第二子电极的中心在一条直线上。
其中，所述第一电极包括沿所述第一方向交错排布的所述第一子电极和所述第二子电极；在所述第一方向上，相邻设置的所述第一子电极和所述第二子电极在所述第一介质基板上的正投影部分重叠。
其中，所述第二电极与所述第一子电极同层设置；或者，所述第一电极与所述第二子电极同层设置。
其中，所述第一参考电极和所述第二参考电极在第二方向上并排设置；所述第一参考电极和所述第二参考电极均包括沿所述第一方向交错排布的所述第一子电极和所述第二子电极；在所述第一方向上，相邻设置的所述第一子电极和所述第二子电极在所述第一介质基板上的正投影部分重叠；
所述第一参考电极的第一子电极和第二参考电极的第一子电极一一对应设置，所述第一参考电极的第二子电极和第二参考电极的第二子电极一一对应设置。
其中，所述第二电极包括沿所述第一方向交错排布的所述第一子电极和所述第二子电极；相邻设置的所述第一子电极和所述第二子电极在所述第一介质基板上的正投影部分重叠；所述第一参考电极和所述第二子电极同层设 置，所述第二参考电极和所述第二子电极同层设置。
其中，所述第一子电极包括第一主体结构，以及在所述第一方向上并排设置，且与所述第一主体结构电连接的多个多个第一分支结构；所述第二子电极包括第二主体结构，以及在所述第一方向上并排设置，且与所述第二主体结构电连接的多个多个第二分支结构；
一个所述第一分支结构与一个所述第二分支结构在所述第一介质基板上的正投影重叠，且各所述第一分支结构与所述第二主体部在所述第一介质基板上的正投影部分重叠；各所述第二分支结构与所述第一主体部在所述第一介质基板上的正投影部分重叠。
其中，所述第一子电极与所述第一参考电极同层设置，所述第二子电极与所述第二参考电极同层设置。
第二方面，本公开实施例提供一种天线，其包括上述任一的移相器。
其中，所述天线还包括第一馈电结构和第二馈电结构；所述第一馈电结构与所述第二电极的一端电连接，所述第二馈电结构与所述第二电极的另一端电连接。
其中，所述天线还包括第一波导结构和第二波导结构；所述第一馈电结构在所述第一介质基板上的正投影，与所述第一波导结构的第一端口在所述第一介质基板上的正投影至少部分重叠；所述第二馈电结构在所述第一介质基板上的正投影，与所述第二波导结构的第一端口在所述第一介质基板上的正投影至少部分重叠。
其中，所述第一波导结构设置在所述第一介质基板背离所述可调电介质层一侧，所述第二波导结构设置在所述第二介质基板背离所述可调电介质层一侧；
或，所述第一波导结构和所述第二波导结构均设置在所述第二介质基板背离所述可调电介质层一侧，且所述第一波导结构在所述第二介质基板上的正投影，与所述第二波导结构在所述第二介质基板上的正投影无重叠。第三方面，本公开实施例提供一种电子设备，其包括上述的天线。
图1为传输线周期性并联加载可变电容的等效电路图。
图2为一种示例性的移相器的俯视图。
图3为图2的移相器的A-A＇的截面图。
图4为本公开实施例的第一种示例的移相器的俯视图。
图5为图4的移相器的B-B＇的截面图。
图6为图4的移相器的C-C＇的截面图。
图7为图4的移相器的等效电路图。
图8为本公开实施例的第二种示例的移相器的截面图。
图9为本公开实施例的第三种示例的移相器的俯视图。
图10为图9的移相器的D-D＇的截面图。
图11为图9的移相器的等效电路图。
图12为本公开实施例的第四种示例的移相器的俯视图。
图13为图12的移相器的E-E＇的截面图。
图14为图12的移相器的等效电路图。
图15为本公开实施例的第五种示例的移相器的俯视图。
图16为图15的移相器的F-F＇的截面图。
图17为图15的移相器的等效电路图。
图18为本公开实施例中的一种天线的结构示意图。
图19为图18的天线的截面图。
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。
在此需要说明的是，传输线周期性并联加载可变电容，通过改变可变电容的容值，可以实现相位的变化，其等效模型如图1所示。其中，Lt、Ct为传输线等效的线电感和线电容，取决于传输线及基板的特性。可变电容Cvar(V)可以通过MEMS电容、可变二极管电容等来实现。目前，通过压控液晶来实现平板电容的电容值改变，从而制备液晶移相器。
图2为一种示例性的移相器的俯视；图3为图2移相器的A-A＇的截面图；等效电路图同样如图1所示，如图2和3所示，该液晶移相器为一种CPW移相器，其包括相对设置的第一基板和第二基板，以及形成在第一基板和第二基板之间的液晶层30。
其中，第一基板包括第一介质基板10，设置在第一介质基板10靠近液晶层30一侧的接参考电极和信号电极13；参考电极包括第一参考电极11和第二参考电极12，信号电极13设置在第一参考电极11和第二参考电极12之间；信号电极13包括与第一子接地电极和第二子接地电极延伸方向相同的主体结构，以及连接在主体结构长度方向上的多个间隔设置的分支结构。
第二基板包括第二介质基板20，以及设置在第二介质基板20靠近液晶层30一侧的多个贴片电极201，贴片电极201的延伸方向与信号电极13的分支结构的延伸方向相同，且贴片电极201与分支结构一一对应设置；同时，每个贴片电极201和与之对应的分支结构，以及第一参考电极11和第二参考电极12在第一介质基板10上的投影均至少部分重叠，以形成电流回路。 而在这种移相器中所形成的可变电容Cvra(V)的交叠面积相同，故在给贴片电极201施加相同电压，所形成的每个可变电容Cvra(V)的等效阻抗也是相同的。
发明人发现，在电磁波的传输过程中，由于CPW传输线周期性加载一些列的贴片电极，必然会造成电磁波产生反射，由此造成的传输损耗无法降低。
针对上述问题，在本公开实施例中提供如下技术方案。在对本公开实施例进行描述之前，对本公开实施例移相器中的第一电极和第二电极进行说明。在下述描述中，移相器的第一电极为参考电极，第二电极为信号电极。其中，参考电极包括但不限于接地电极。
第一方面，本公开实施例提供一种移相器，其包括第一介质基板和第二介质基板，以及设置在第一介质基板和第二介质基板之间的可调电介质层、参考电极和信号电极。其中，可调电介质层包括但不限于液晶层，在本公开实施例中以可调电介质层为液晶层为例进行描述。参考电极和信号电极均沿第一方向延伸，且二者在第二方向上并排设置。在公开实施例中，移相器中的参考电极和信号电极中的至少一者包括第一子电极和第二子电极，第一子电极和第二子电极一者设置在第一介质基板靠近液晶层的一侧，另一者设置在第二介质基板靠近液晶层的一侧。而且第一子电极和第二子电极在第一介质基板上的正投影部分重叠，以形成多个串接的可变电容。
在本公开实施例中，由于参考电极和/或信号电极包括分别设置在第一介质基板上的第一子电极和设置在第二介质基板上的第二子电极，且第一子电极和第二子电极在第一介质基板上的正投影部分重叠，且能够形成多个串接的可变电容，避免了周期性加载的贴片电极的形成，降低电磁波的传输损耗，而且经过验证，液晶层的介电常数从2.4变化至3.5，采用8个串接的可变电容的移相器，在11.5GHz到12.5GHz范围内，均实现了电磁波超过70°的移相。
在一些示例中，参考电极的数量可以为两个，也即参考电极包括第一参 考电极和第二参考电极，在该种情况下，信号电极在第一介质基板上的正投影位于第一参考电极和第二参考电极在第一介质基板上的正投影之间。当然，该移相器中也可以仅包括一个参考电极，该参考电极位于信号电极在第一方向上的一侧。以下为便于描述均以参考电极包括第一参考电极和第二参考电极为例进行描述。
以下结合具体示例对本公开实施例的移相器进行说明。
第一种示例：图4为本公开实施例的第一种示例的移相器的俯视图；图5为图4的移相器的B-B＇的截面图；图6为图4的移相器的C-C＇的截面图；图7为图4的移相器的等效电路图。如图4-7所示，该移相器中的信号电极13包括多个第一子电极131和多个第二子电极132；其中，第一子电极131和第二子电极132在第一方向交错设置，且相邻设置的第一子电极131和第二子电极132在第一介质基板10上的正投影至少部分重叠，以形成多个第一可变电容Cvar(V1)。液晶层30位于第一子电极131所在层和第二子电极132所在层之间。第一参考电极11和第二参考电极12均可以与第一子电极131同层设置，也可以与第二子电极132同层设置。图4中仅以第一参考电极11和第二参考电极12与第一子电极131同层为例进行示意。
继续参照图4-6，在第一方向上，各第一子电极131之间的间距相等，各第二子电极132之间间距相等。进一步的，相邻设置的第一子电极131之间的间距与相邻设置的第二子电极132之间的间距相等。当然，在一些示例中，第一子电极131和第二子电极132的形状和尺寸也均相同。在该种情况下，各相邻设置的第一子电极131和第二子电极132形成的可变电容的交叠面积相同。
继续参照图4-6，信号电极13中的各第一子电极131的中心和各第二子电极132的中心在第一介质基板10上的正投影在一条直线上。通过该种设置方式，有助于实现移相器的高集成度和小型化设计。
第二种示例：图8为本公开实施例的第二种示例的移相器的截面图；如图8所示，该种移相器与第一种示例中的移相器的结构大致相同，区别仅在 于，第一参考电极11与信号电极13的第一子电极131同层设置，第二参考电极12与信号电极13的第二子电极132同层设置，其余结构与第一种示例相同，故在此不再重复赘述。
第三种示例：图9为本公开实施例的第三种示例的移相器的俯视图；图10为图9的移相器的D-D＇的截面图；图11为图9的移相器的等效电路图；如图9-11所示，在该示例中，第一参考电极11、第二参考电极12和信号电极13均包括多个第一子电极131和多个第二子电极132。液晶层30位于第一子电极131所在层和第二子电极132所在层之间。其中，第一参考电极11的第一子电极131和第二子电极132在第一方向交错设置，且相邻设置的第一子电极131和第二子电极132在第一介质基板10上的正投影至少部分重叠，以形成多个第二可变电容Cvar(V2)。第二参考电极12的第一子电极131和第二子电极132在第一方向交错设置，且相邻设置的第一子电极131和第二子电极132在第一介质基板10上的正投影至少部分重叠，以形成多个第二可变电容Cvar(V2)。信号电极13的第一子电极131和第二子电极132在第一方向交错设置，且相邻设置的第一子电极131和第二子电极132在第一介质基板10上的正投影至少部分重叠，以形成多个第一可变电容Cvar(V1)。
继续参照图9和10，无论是第一参考电极11、第二参考电极12还是信号电极13，在第一方向上，各第一子电极131之间的间距相等，各第二子电极132之间间距相等。进一步的，相邻设置的第一子电极131之间的间距与相邻设置的第二子电极132之间的间距相等。当然，在一些示例中，第一参考电极11和第二参考电极12中的第一子电极131和第二子电极132的形状和尺寸也均相同；信号电极13中的第一子电极131和第二子电极132的形状和尺寸也均相同。在该种情况下，第一参考电极11和第二参考电极12中的各相邻设置的第一子电极131和第二子电极132形成的第二可变电容Cvar(V2)的交叠面积相同。信号电极13中的各相邻设置的第一子电极131和第二子电极132形成的第一可变电容Cvar(V1)的交叠面积相同。
继续参照图9和10，第一参考电极11中的各个第一子电极131的中心和第二子电极132的中心在第一介质基板10上的正投影在一条直线上。第 二参考电极12中的各个第一子电极131的中心和第二子电极132的中心在第一介质基板10上的正投影在一条直线上。信号电极13中的各个第一子电极131的中心和第二子电极132的中心在第一介质基板10上的正投影在一条直线上。
继续参照图9和10，第一参考电极11、第二参考电极12、信号电极13三者的第一子电极131一一对应设置，第二子电极132一一对应设置。例如：在第二方向上并排设置的各所述第一子电极131中心在一条直线上；和/或，在第二方向上并排设置的各所述第二子电极132中心在一条直线上。如此设置，可以通过一次构图工艺形成第一参考电极11、第二参考电极12、信号电极13三者的第一子电极131；可以通过一次构图工艺形成第一参考电极11、第二参考电极12、信号电极13三者的第二子电极132，从而降低工艺成本。
第四种示例：图12为本公开实施例的第四种示例的移相器的俯视图；图13为图12的移相器的E-E＇的截面图；图14为图12的移相器的等效电路图。如图12-14所示，该移相器的与第三种示例的移相器的结构大致相同，区别仅在于，在该移相器中仅第一参考电极11和第二参考电极12包括第一子电极131和第二子电极132，而信号电极13为一体结构的条状结构。其中，信号电极13可以与第一子电极131同层设置，也可以与第二子电极132同层设置，图12中仅以信号电极13与第一子电极131同层设置为例进行示意。
第五种示例：图15为本公开实施例的第五种示例的移相器的俯视图；图16为图15的移相器的F-F＇的截面图；图17为图15的移相器的等效电路图；如图15-17所示，该移相器仅包括一个第一子电极131和一个第二子电极132，第一子电极131包括第一主体结构1311，以及在第一方向上并排设置，且与第一主体结构1311电连接的多个多个第一分支结构1312；第二子电极132包括第二主体结构1321，以及在第一方向上并排设置，且与第二主体结构1321电连接的多个多个第二分支结构1322；第一主体结构1311和第二主体结构1321均沿第一方向延伸。一个第一分支结构1312与一个第 二分支结构1322在第一介质基板10上的正投影重叠，且各第一分支结构1312与第二主体部在第一介质基板10上的正投影部分重叠；各第二分支结构1322与第一主体部在第一介质基板10上的正投影部分重叠，此时形成多个串接的第一可变电容Cvar(V1)。在一些示例中，第一分支结构1312和第二分支结构1322可以一一对应设置。
继续参照图15和16，第一参考电极11与第一子电极131同层设置，第二参考电极12与第二子电极132同层设置。当然，第一参考电极11和第二参考的位置也可以互换，也即第一参考电极11与第二子参考电极同层设置，第二参考电极12与第一子电极131同层设置。亦或者，第一参考电极11和第二参考电极12均与第一子电极131和第二子电极132中的一者同层设置。
继续参照图15和16，各第一分支结构1312之间的间距相等，各第二分支结构1322之间间距相等。进一步的各第一分支结构1312之间的间距和各第二分支结构1322之间的间距也可以相等。各第一分支结构1312和各第二分支结构1322所形成的可变电容的交叠面积相等。
需要说明的是，以上均是以参考电极包括第一参考电极11和第二参考电极12为例进行描述的，在实际产品中，参考电极的数量可以为一个，也即移相器中仅包括上述的任一第一参考电极11或者第二参考电极12，在此不再对应仅包括一个参考电极的移相器进行详细描述。
在一些示例中，无论本公开实施例中的移相器采用上述的任一结构，其中的第一介质基板10和第二介质基板20均可以采用玻璃基。当然，还可采用蓝宝石衬底，还可以使用厚度为10-500微米的聚对苯二甲酸乙二酯基板、三聚氰酸三烯丙酯基板和聚酰亚胺透明柔性基板，还可以采用印刷电路板(PCB)。具体的，第一介质基板10和第二介质基板20可以采用介电损耗极低的高纯度石英玻璃。相比于普通玻璃基板，第一介质基板10和第二介质基板20采用石英玻璃可以有效减小对微波的损耗，使移相器具有低的功耗和高的信噪比。
在一些示例中，对于上述任一示例中的移相器，其中的信号电极13和 第参考电极材料均可以采用铝、银、金、铬、钼、镍或铁等金属制成。
第二方面，本公开实施例还提供一种天线和一种包含该天线的电子设备。其中，天线可以包括上述任一移相器。当然，对于天线还可以包括辐射部、馈电结构等器件。
例如：图18为本公开实施例中的一种天线的结构示意图；图19为图18的天线的截面图；如图18和19所示，在该天线中不仅包括上述的任一移相器，而且还包括第一馈电结构40和第二馈电结构50。具体的，以移相器包括上述的信号电极13、第一参考电极11和第二参考电极12为例。其中，信号电极13包括相对设置的两端(信号电极13的两端是指在第一方向上相对设置的两端)，微波信号由信号电极13的一端馈入，另一端馈出。第一馈电结构40和第二馈电结构50分别电连接信号电极13的两端。其中，第一馈电结构40用于改变经由信号电极13传输的微波信号的传输方向，使信号电极13输的微波信号沿第三方向传输，第三方向与第一介质基板所在平面相交。第二馈电结构50用于改变经由信号电极13传输的微波信号的传输方向，使信号电极13传输的微波信号沿第四方向传输，第四方向与第一介质基板所在平面相交。进一步的，在该移相器中，第一馈电结构40与第二馈电结构50均为在近似垂直于第一介质基板的方向上具有纵向电场的馈电结构，也即第一馈电结构40产生的电场的电场方向至少部分与第一介质基板所在平面相交，第二馈电结构50产生的电场的电场方向至少部分第一介质基板所在平面相交，因此，第一馈电结构40与第二馈电结构50连接在信号电极13的两端，能够将信号电极13两端的横向电场转换为纵向电场，使微波信号沿纵向电场传输，以微波信号由第一馈电结构40馈入，由第二馈电结构50馈出为例，微波信号耦合至第一馈电结构40，第一馈电结构40将接收到的微波信号传输至信号电极13，微波信号沿信号电极13的延伸方向传播，经过移相后传输至信号电极13另一端的第二馈电结构50，第二馈电结构50通过纵向电场将微波信号耦合第二介质基板背离液晶层30一侧，若第二介质基板上设置有辐射单元，第二馈电结构50可以将微波信号耦合至辐射单元，再由辐射单元辐射出去。由于采用第一馈电结构40和第二馈电 结构50连接在信号电极13的两端，因此第一馈电结构40和第二馈电结构50能够将信号电极13两端的横向电场转换为纵向电场，从而实现共面波导传输线两端的横向电场到纵向电场的转换。
需要说明的是，第三方向与第四方向均为与第一介质基板所在平面相交的方向，也即第一馈电结构40所改变的微波信号的传输方向(第三方向)与第一介质基板所在平面相交，同理，第二馈电结构50的电场方向所改变的微波信号的传输方向(第四方向)与第一介质基板所在平面相交，第一方向、第二方向可以为满足上述特征的任意方向，为了便于说明，以下皆以第三方向为垂直于第一介质基板所在平面的方向，第四方向为垂直于第一介质基板所在平面的方向，且第三方向和第四方向相同为例进行说明，但不对本发明构成限制。
需要说明的是，若移相器应用到天线中，天线可以为发射天线，也可以为接收天线，辐射单元连接第二馈电结构50，若天线作为发射天线，第一馈电结构40可以接收前馈电路馈入的信号，再向信号电极13输入信号，第二馈电结构50接收信号后耦合至辐射单元，辐射单元将信号发射出去。若天线作为接收天线，辐射单元接收信号后耦合至第二馈电结构50，第二馈电结构50接收信号后传输至信号电极13，连接在信号电极13另一端的第一馈电结构40接收到信号后，再耦合回前馈电路。为了便于说明，以下皆以移相器的第一馈电结构40为输入端，第二馈电结构50为输出端为例进行说明。
在一些示例中，第一馈电结构40和第二馈电结构50可以为任何能够将微波信号向不平行于第一介质基板方向上传输的馈电结构，例如，第一馈电结构40可以为单极子电极，第一馈电结构40可以与信号电极13同层设置且材料相同。第二馈电结构50也可以为单极子电极，第二馈电结构50可以与信号电极13同层设置且材料相同。从而采用单极子电极连接在信号电极13两端，单极子电极能够将CPW传输线的信号电极13的横向电场转换为纵向电场，向垂直于第一介质基板的方式辐射微波信号，从而实现微波信号的馈入和馈出。作为第一馈电结构40和/或第二馈电结构50的单极子电极 的具体结构可以包括多种类型，例如，第一馈电结构40和第二馈电结构50均可以为单极子贴片电极，与信号电极13同层设置，并且，在一些示例中，第一馈电结构40和第二馈电结构50可以与信号电极13一体成型，从而可以简化工艺。以下皆以第一馈电结构40、第二馈电结构50均为单极子贴片电极为例进行说明。
继续参照图18和19，本公开实施例提供的移相器可以在第一馈电结构40和第二馈电结构50处均设置波导结构，也就是说，移相器还可以包括第一波导结构60和第二波导结构70。第一馈电结构40和第二馈电结构50分别连接信号电极13的两端；第一波导结构60具有第一端口601和第二端口，第一波导结构60与第一馈电结构40对应设置，即第一馈电结构40在第一介质基板上的正投影，与第一波导结构60的第一端口601在第一介质基板上的正投影至少部分重叠；第二波导结构70具有第一端口701和第二端口，第二波导结构70与第二馈电结构50对应设置，即第二馈电结构50在第一介质基板上的正投影，与第二波导结构70的第一端口701在第一介质基板上的正投影至少部分重叠。
在该移相器中，第一馈电结构40与第二馈电结构50均为在近似垂直于第一介质基板的方向上具有纵向电场的馈电结构，因此，第一馈电结构40与第二馈电结构50连接在信号电极13的两端，能够将信号电极13两端的横向电场转换为纵向电场，以微波信号由第一馈电结构40馈入，由第二馈电结构50馈出为例，微波信号由第一波导结构60的第二端口馈入第一波导结构60的波导腔体，再由第一波导结构60的第一端口601耦合至与其重叠的第一馈电结构40，第一馈电结构40将接收到的微波信号传输至信号电极13，微波信号沿信号电极13的延伸方向传播，经过移相后传输至信号电极13另一端的第二馈电结构50，第二馈电结构50通过纵向电场将微波信号耦合至与第二馈电结构50重叠的第二波导结构70的第一端口701，再由第二波导结构70的第二端口馈出，由于采用第一馈电结构40和第二馈电结构50连接在信号电极13的两端，因此第一馈电结构40和第二馈电结构50能够将信号电极13两端的横向电场转换为纵向电场，从而实现共面波导传输 线两端的横向电场到纵向电场的转换；并且由于采用第一波导结构60、第二波导结构70传输微波信号，从而能够有效减少微波信号的传输损耗。
需要说明的是，在本公开实施例提供的移相器中，移相器可以仅设置第一波导结构60，也可以仅设置第二波导结构70，或同时设置第一波导结构60和第二波导结构70，在此不做限定。以下皆以移相器中设置第一波导结构60和第二波导结构70为例进行说明。
在一些示例中，第一波导结构60设置在第一介质基板背离可调电介质层一侧，第二波导结构70设置在第二介质基板背离可调电介质层一侧；或，第一波导结构60和第二波导结构70均设置在第二介质基板背离可调电介质层一侧，且第一波导结构在第二介质基板上的正投影，与第二波导结构在第二介质基板上的正投影无重叠。本公开实施例中的电子设备还包括收发单元、射频收发机、信号放大器、功率放大器、滤波单元。电子设备中的天线可以作为发送天线，也可以作为接收天线。其中，收发单元可以包括基带和接收端，基带提供至少一个频段的信号，例如提供2G信号、3G信号、4G信号、5G信号等，并将至少一个频段的信号发送给射频收发机。而天线系统中的天线接收到信号后，可以经过滤波单元、功率放大器、信号放大器、射频收发机的处理后传输给首发单元中的接收端，接收端例如可以为智慧网关等。
进一步地，射频收发机与收发单元相连，用于调制收发单元发送的信号，或用于解调天线接收的信号后传输给收发单元。具体地，射频收发机可以包括发射电路、接收电路、调制电路、解调电路，发射电路接收基底提供的多种类型的信号后，调制电路可以对基带提供的多种类型的信号进行调制，再发送给天线。而天线接收信号传输给射频收发机的接收电路，接收电路将信号传输给解调电路，解调电路对信号进行解调后传输给接收端。
进一步地，射频收发机连接信号放大器和功率放大器，信号放大器和功率放大器再连接滤波单元，滤波单元连接至少一个天线。在天线系统进行发送信号的过程中，信号放大器用于提高射频收发机输出的信号的信噪比后传输给滤波单元；功率放大器用于放大射频收发机输出的信号的功率后传输给 滤波单元；滤波单元具体可以包括双工器和滤波电路，滤波单元将信号放大器和功率放大器输出的信号进行合路且滤除杂波后传输给天线，天线将信号辐射出去。在天线系统进行接收信号的过程中，天线接收到信号后传输给滤波单元，滤波单元将天线接收的信号滤除杂波后传输给信号放大器和功率放大器，信号放大器将天线接收的信号进行增益，增加信号的信噪比；功率放大器将天线接收的信号的功率放大。天线接收的信号经过功率放大器、信号放大器处理后传输给射频收发机，射频收发机再传输给收发单元。
在一些示例中，信号放大器可以包括多种类型的信号放大器，例如低噪声放大器，在此不做限制。
在一些示例中，本公开实施例提供的电子设备还包括电源管理单元，电源管理单元连接功率放大器，为功率放大器提供用于放大信号的电压。
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 (17)
- 一种移相器，其包括：相对设置的第一介质基板和第二介质基板，以及设置在所述第一介质基板和所述第二介质基板之间的可调电介质层、第一电极、第二电极；其中，所述第一电极和所述第二电极均沿第一方向延伸，且所述第一电极和所述第二电极中的至少一者包括第一子电极和第二子电极；所述第一子电极设置在所述第一介质基板靠近所述可调电介质层的一侧，所述第二子电极设置在所述第二介质基板靠近所述可调电介质层的一侧；所述第一子电极和所述第二子电极在所述第一介质基板上的正投影部分重叠。
- 根据权利要求1所述的移相器，其中，所述第一电极包括第一参考电极和第二参考电极；所述第二电极在所述第一介质基板上的正投影位于所述第一参考电极和所述第二参考电极在所述第一介质基板上的正投影之间。
- 根据权利要求1或2所述的移相器，其中，所述第二电极包括沿所述第一方向交错排布的所述第一子电极和所述第二子电极，相邻设置的所述第一子电极和所述第二子电极在所述第一介质基板上的正投影部分重叠。
- 根据权利要求3所述的移相器，其中，所述第一电极与所述第一子电极同层设置；或者，所述第一电极与所述第二子电极同层设置。
- 根据权利要求1或2所述的移相器，其中，所述第一电极和所述第二电极在所述第一介质基板上的正投影在第二方向上并排设置；所述第一电极和所述第二电极均包括沿所述第一方向交错排布的第一子电极和第二子电极；在所述第一方向上，相邻设置的所述第一子电极和所述第二子电极在所述第一介质基板上的正投影部分重叠。
- 根据权利要求5所述的移相器，其中，在所述第二方向上，所述第一电极的第一子电极和所述第二电极的第一子电极对应设置；所述第一电极的第二子电极和所述第二电极的第二子电极对应设置；在第所述二方向上并排设置的各所述第一子电极的中心在一条直线上； 和/或，在所述第二方向上并排设置的各所述第二子电极的中心在一条直线上。
- 根据权利要求1或2所述的移相器，其中，所述第一电极包括沿所述第一方向交错排布的所述第一子电极和所述第二子电极；在所述第一方向上，相邻设置的所述第一子电极和所述第二子电极在所述第一介质基板上的正投影部分重叠。
- 根据权利要求7所述的移相器，其中，所述第二电极与所述第一子电极同层设置；或者，所述第一电极与所述第二子电极同层设置。
- 根据权利要求2所述的移相器，其中，所述第一参考电极和所述第二参考电极在第二方向上并排设置；所述第一参考电极和所述第二参考电极均包括沿所述第一方向交错排布的所述第一子电极和所述第二子电极；在所述第一方向上，相邻设置的所述第一子电极和所述第二子电极在所述第一介质基板上的正投影部分重叠；所述第一参考电极的第一子电极和第二参考电极的第一子电极一一对应设置，所述第一参考电极的第二子电极和第二参考电极的第二子电极一一对应设置。
- 根据权利要求2所述的移相器，其中，所述第二电极包括沿所述第一方向交错排布的所述第一子电极和所述第二子电极；相邻设置的所述第一子电极和所述第二子电极在所述第一介质基板上的正投影部分重叠；所述第一参考电极和所述第二子电极同层设置，所述第二参考电极和所述第二子电极同层设置。
- 根据权利要求2所述的移相器，其中，所述第一子电极包括第一主体结构，以及在所述第一方向上并排设置，且与所述第一主体结构电连接的多个多个第一分支结构；所述第二子电极包括第二主体结构，以及在所述第一方向上并排设置，且与所述第二主体结构电连接的多个多个第二分支结构；一个所述第一分支结构与一个所述第二分支结构在所述第一介质基板 上的正投影重叠，且各所述第一分支结构与所述第二主体部在所述第一介质基板上的正投影部分重叠；各所述第二分支结构与所述第一主体部在所述第一介质基板上的正投影部分重叠。
- 根据权利要求11所述的移相器，其中，所述第一子电极与所述第一参考电极同层设置，所述第二子电极与所述第二参考电极同层设置。
- 一种天线，其包括权利要求1-12中任一项所述的移相器。
- 根据权利要求13所述的天线，其中，还包括：第一馈电结构和第二馈电结构；所述第一馈电结构与所述第二电极的一端电连接，所述第二馈电结构与所述第二电极的另一端电连接。
- 根据权利要求14所述的天线，其中，还包括第一波导结构和第二波导结构；所述第一馈电结构在所述第一介质基板上的正投影，与所述第一波导结构的第一端口在所述第一介质基板上的正投影至少部分重叠；所述第二馈电结构在所述第一介质基板上的正投影，与所述第二波导结构的第一端口在所述第一介质基板上的正投影至少部分重叠。
- 根据权利要求15所述的天线，其中，所述第一波导结构设置在所述第一介质基板背离所述可调电介质层一侧，所述第二波导结构设置在所述第二介质基板背离所述可调电介质层一侧；或，所述第一波导结构和所述第二波导结构均设置在所述第二介质基板背离所述可调电介质层一侧，且所述第一波导结构在所述第二介质基板上的正投影，与所述第二波导结构在所述第二介质基板上的正投影无重叠。
- 一种电子设备，其包括权利要求13-16中任一项所述的天线。
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