CN221304956U - 一种液晶移相器和天线 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种液晶移相器和天线，该液晶移相器包括第一介质基板层、液晶层和第二介质基板层；其中，第一介质基板层包括相对的第一表面和第二表面，第一表面上铺设有金属层以形成参考地层；液晶层靠近第一表面叠设于第一介质基板层上；第二介质基板层叠设于液晶层上，第二介质基板层包括相对的第三表面和第四表面，且第四表面靠近液晶层并设置有金属线；本申请通过向该金属线施加直流的偏转电压，使得液晶层的液晶分子发生偏转，而通过改变电压的大小则可以改变液晶层的介电常数，从而实现射频信号的相位发生偏转以达到移相器的作用；相比于常规的移相器有而言利于小型化设计并能够有效节约成本。

Description

一种液晶移相器和天线

技术领域

本申请涉及天线技术领域，具体涉及一种液晶移相器和天线。

背景技术

对于射频和微波系统而言，移相器使非常重要的器件，是相控阵雷达、卫星通信、移动通信设备的核心组件。通过它可以调整相位实现多种效应，包括合波束、差波束以及定向波束。但是，目前常用的移相器的形式一般都是PIN二极管移相器、铁氧体移相器和GaAs移相器，其生产工艺及技术难度就决定了其价格的昂贵同时尺寸偏大。

因而目前技术还有待改进和提高。

实用新型内容

本申请提供一种液晶移相器和天线，能够有效解决目前移相器的尺寸大以及成本高的问题。

本申请提供一种液晶移相器，包括第一介质基板层、液晶层和第二介质基板层；其中，第一介质基板层包括相对的第一表面和第二表面，第一表面上铺设有金属层以形成参考地层；液晶层靠近第一表面叠设于第一介质基板层上；第二介质基板层叠设于液晶层上，第二介质基板层包括相对的第三表面和第四表面，且第四表面靠近液晶层并设置有金属线。

在一些实施例中的液晶移相器，金属层全部覆盖第一表面。

在一些实施例中的液晶移相器，第一介质基板层的其中一侧向外延伸形成第一连接区域；第一连接区域在第一介质基板层的厚度方向上与第二介质基板层相错位，以露出金属层。

在一些实施例中的液晶移相器，第一介质基板层中与第一连接区域相对的另一侧向外延伸形成第二连接区域；第二连接区域在第一介质基板层的厚度方向上与第二介质基板层相错位，以露出金属层。

在一些实施例中的液晶移相器，第二介质基板层上包括走线区域和与走线区域连接第三连接区域，第三连接区域位于第二介质基板层的一侧，且第三连接区域的所在侧与第一连接区域的所在侧以及第二连接区域的所在侧相邻；

其中，第三连接区域在第二介质基板层的厚度方向上与第一介质基板层相错位，以露出金属线。

在一些实施例中的液晶移相器，金属线包括走线部分和接线部分，接线部分设置于第三连接区域，走线部分设置于走线区域，接线部分包括信号输入连接端和信号输出连接端。

在一些实施例中的液晶移相器，液晶层在第二介质基板层上的投影位于走线区域。

在一些实施例中的液晶移相器，金属线的走线部分呈弯曲结构。

在一些实施例中的液晶移相器，液晶层包括液晶区域以及围绕在液晶区域外围的胶框。

本申请实施例还包括一种天线，天线包括上述的液晶移相器。

本申请提供的一种液晶移相器和天线，其中，液晶移相器包括第一介质基板层、液晶层和第二介质基板层，第一介质基板层包括相对的第一表面和第二表面，第一表面上铺设有金属层以形成参考地层；第二介质基板层叠设于液晶层上，第二介质基板层包括相对的第三表面和第四表面，且第四表面靠近液晶层并设置有金属线；本申请中通过向该金属线施加直流的偏转电压，使得液晶层的液晶分子发生偏转，而通过改变电压的大小则可以改变液晶层的介电常数，从而实现射频信号的相位发生偏转以达到移相器的作用；本申请中的液晶移相器相比常规的移相器有而言利于小型化设计并能够有效节约成本。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1为本申请实施例提供的液晶移相器的结构爆炸图。

图2为本申请实施例提供的液晶移相器的俯视图。

图3和图4为本申请实施例提供的液晶移相器的截面示意图。

图5为本申请实施例提供的液晶移相器中液晶偏转的曲线图。

附图标记：

10、第一介质基板层；20、液晶层；30、第二介质基板层；

11、金属层；31、金属线；21、液晶区域；22、胶框；

310、走线部分；320、接线部分；

101、第一连接区域；301、第二连接区域；302、第三连接区域。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，本实施例提供了一种液晶移相器，该液晶移相器包括第一介质基板层10、液晶层20和第二介质基板层30；其中，第一介质基板层10包括相对的第一表面和第二表面，第一介质基板层10的第一表面上铺设有金属层11以形成参考地；液晶层20靠近第一表面叠设于第一介质基板层10上；第二介质基板层30叠设于液晶层20上，第二介质基板层30包括相对的第三表面和第四表面，且第四表面靠经液晶层20并设置有金属线31；即第二介质基板层30的第四表面设置有金属线31，该金属线31为射频走线，本申请中通过向该金属线31施加直流的偏转电压，使得液晶层20的液晶分子发生偏转，而通过改变电压的大小则可以改变液晶层20的介电常数，从而实现射频信号的相位发生偏转以达到移相器的作用；本申请中的液晶移相器相比常规的移相器有而言利于小型化设计并能够有效节约成本。

在一些实施例中，第一介质基板层10上铺设的金属层11全部覆盖该第一介质基板层10的第一表面。其中，第一介质基板层10的一侧向外延伸形成第一连接区域101；第一连接区域101在第一介质基板层10的厚度方向上与第二介质基板层30相错位，以露出金属层11。本实施例中的第一连接区域101露出的金属层11相当于形成一焊盘，以便于参考地与外部实现电性连接。

请一并参阅图2、图3和图4，在一些实施例中，第一介质基板层10中与第一连接区域101相对的另一侧向外延伸形成第二连接区域301；第二连接区域301在第一介质基板层10的厚度方向上与第二介质基板层30相错位，以露出金属层11。同样，本实施例中的第二连接区域301露出的金属层11相当于形成一焊盘，以便于参考地与外部实现电性连接。即本实施例中的液晶移相器中的参考地设置有两个焊盘，可以根据布线要求选择任意一个焊盘与外部进行电性连接，以便于提高液晶移相器应用的灵活性。

在一些实施例中，第二介质基板层30上包括走线区域和与走线区域连接第二连接区域302，第二连接区域302位于第二介质基板层30的一侧，且第二连接区域302的所在侧与第一连接区域101的所在侧以及第二连接区域301的所在侧相邻，其中，第二连接区域302在第二介质基板层30的厚度方向上与第一介质基板层10相错位，以露出金属线31。同样，本实施例中的第二连接区域302露出的金属线31相当于形成一焊盘，以便于金属线31与外部形成电性连接。

若将液晶移相器看作一个成体，第一连接区域101和第二连接区域301位于液晶移相器的相对两侧，而第二连接区域302则位于液晶移相器的另外两侧中的其中任一侧。第一连接区域101与第二连接区域302在垂直方向上的朝向是相对的，即第一连接区域101的朝上，那么第二连接区域302则朝下；同样，第二连接区域301与第二连接区域302在垂直方向上的朝向也是相对的，即第二连接区域301朝向，那么第二连接区域302则朝下。

在一些实施例中，金属线31包括走线部分310和接线部分320，接线部分320设置于第二连接区域302，走线部分310设置于走线区域，接线部分320包括信号输入连接端和信号输出连接端，以便于通过第二连接区域302将金属走线的信号输入连接端和信号输出连接端与外部进行电性连接。

在一些实施例中，液晶层20在第二介质基板层30上的投影位于走线区域。本实施例中第一介质基板层10中的其中两侧向外延伸形成两个焊盘，由于这两侧在第一介质基板层10的厚度方向上与第二介质基板层30相错位；而第二介质基板层30中设置有第二连接区域302，那么第二介质基板层30中的第二连接区域302所在侧在第二介质基板层30的厚度方向上与第一介质基板层10相错位；而液晶层20则位于第一介质基板层10和第二介质基板层30则位于第一介质基板和第二介质基板层30的重叠区域；同样，金属线31的走线区域也位于第一介质基板和第二介质基板层30的重叠区域，以便于在施加偏转电压的情况下有助于使得液晶层20中的液晶分子发生偏转。

本实施例中通过将第一介质基板层10和第二介质基板层30的侧边错位设置形成连接区域，避免在第一介质基板层10和第二介质基板层30内部形成信号引线，以降低制备难度，在实际应用中可通过在连接区域上焊锡膏实现SMT的贴片工艺。

在一些实施例中，液晶层20的液晶材料可以选用的型号为TUD-566，该种液晶材料的液晶分子在垂直偏转时的介电常数为2.41，在平行偏转时的介电常数为3.34。

在一些实施例中，本实施例中的金属线31的走线部分310呈弯曲结构。本实施例中通过弯曲结构的走线结构以实现在两种状态(液晶分子的垂直偏转状态和水平偏转状态)下的相位偏转，通过计算及仿真结果验证，最终形成如图2所示的弯曲结构，如图5所示，其在两种状态下的相位偏转为180.26deg。

在一些实施例中，液晶层20包括液晶区域21以及围绕在液晶区域21外围的胶框22；其中，该胶框22对该液晶区域21起到固定作用。

作为一种实施例，本申请中第一连接区域101、第二连接区域301和第二连接区域302的宽度可以均是0.5mm；液晶层20、参考地层以及金属线31的总厚度为100um；金属线31的线宽为0.18mm，其阻抗在47Ω-53Ω之间；金属线31和金属层11在至少一种实施例中均为铜；本实施例中的第一介质基板层10和第二介质基板层30均为玻璃基板层。

本申请还提供了一种天线，该天线包括上述的液晶移相器，由于上文对该液晶移相器进行了详细说明，此处不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上对本申请实施例所提供的液晶移相器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种液晶移相器，其特征在于，包括：

第一介质基板层，所述第一介质基板层包括相对的第一表面和第二表面，所述第一表面上铺设有金属层以形成参考地层；

液晶层，所述液晶层靠近所述第一表面叠设于所述第一介质基板层上；

第二介质基板层，所述第二介质基板层叠设于所述液晶层上，所述第二介质基板层包括相对的第三表面和第四表面，且所述第四表面靠近所述液晶层并设置有金属线。

2.根据权利要求1所述的液晶移相器，其特征在于，所述金属层全部覆盖所述第一表面。

3.根据权利要求2所述的液晶移相器，其特征在于，所述第一介质基板层的其中一侧向外延伸形成第一连接区域；所述第一连接区域在所述第一介质基板层的厚度方向上与所述第二介质基板层相错位，以露出所述金属层。

4.根据权利要求3所述的液晶移相器，其特征在于，所述第一介质基板层中与所述第一连接区域相对的另一侧向外延伸形成第二连接区域；所述第二连接区域在所述第一介质基板层的厚度方向上与所述第二介质基板层相错位，以露出所述金属层。

5.根据权利要求4所述的液晶移相器，其特征在于，所述第二介质基板层上包括走线区域和与所述走线区域连接的第三连接区域，所述第三连接区域位于所述第二介质基板层的一侧，且所述第三连接区域的所在侧与所述第一连接区域的所在侧以及所述第二连接区域的所在侧相邻；

其中，所述第三连接区域在所述第二介质基板层的厚度方向上与所述第一介质基板层相错位，以露出所述金属线。

6.根据权利要求5所述的液晶移相器，其特征在于，所述金属线包括走线部分和接线部分，所述接线部分设置于所述第三连接区域，所述走线部分设置于所述走线区域，所述接线部分包括信号输入连接端和信号输出连接端。

7.根据权利要求5所述的液晶移相器，其特征在于，所述液晶层在所述第二介质基板层上的投影位于所述走线区域。

8.根据权利要求6所述的液晶移相器，其特征在于，所述金属线的走线部分呈弯曲结构。

9.根据权利要求1-8任一项所述的液晶移相器，其特征在于，所述液晶层包括液晶区域以及围绕在所述液晶区域外围的胶框。

10.一种天线，其特征在于，所述天线包括如权利要求1-9任一项所述的液晶移相器。