(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811140473.6
钛雷(22)申请日 2018.09.28
(71)申请人 北京京东方传感技术有限公司
地址 100176 北京市大兴区北京经济技术
开发区西环中路8号2幢C区3层C-301、
C-302
申请人 京东方科技集团股份有限公司
(72)发明人 武杰 丁天伦 孔祥忠 曹雪
王瑛 李亮 贾皓程 蔡佩芝
车春城
(74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公
司 72001
代理人 孙之刚 闫小龙
(51)Int.Cl.肖秀丹
H01Q 1/38(2006.01)
H01Q 1/48(2006.01)H01Q 1/50(2006.01)H01Q 3/36(2006.01)H01Q 9/20(2006.01)H01Q 19/30(2006.01)H01Q 21/06(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
板，与所述第一基板相对设置；液晶层，设置在所
述第一基板与所述第二基板之间；传输线，位于
第一表面上且被布置成沿着所述第一表面在第
一方向上延伸；第一天线振子，位于所述第一表
面上，并且被布置为沿着所述第一表面在第二方
钨铜电触头
向上延伸的细长的偶极子；第二天线振子，位于
所述第二基板的背离所述第一基板的表面上的
对应于所述第一天线振子的位置处；以及接地电
极，位于所述第一基板的背离所述第二基板的表
面上。一种液晶相控阵天线包括被布置在阵列中
的多个所述液晶天线单元。权利要求书2页 说明书7页 附图5页CN 110970718 A 2020.04.07
C N 110970718
A
1.一种液晶天线单元，包括：
第一基板；
第二基板，与所述第一基板相对设置；
液晶层，设置在所述第一基板与所述第二基板之间；
有机合成化学与路线设计传输线，位于第一表面上且被布置成沿着所述第一表面在第一方向上延伸，所述第一表面选自所述第一基板的面向所述第二基板的表面和所述第二基板的面向所述第一基板的表面所组成的组；
第一天线振子，位于所述第一表面上，并且被布置为沿着所述第一表面在第二方向上延伸的细长的偶极子，所述偶极子包括由一空隙间隔开的两个极子，所述第一天线振子被配置成在所述空隙处在所述两个极子与所述传输线之间耦合电磁波；
第二天线振子，位于所述第二基板的背离所述第一基板的表面上的对应于所述第一天线振子的位置处，
所述第二天线振子具有沿着所述第二基板的背离所述第一基板的所述表面在所述第二方向上延伸的细长形状，所述第二天线振子还具有小于所述第一天线振子的长度的长度；以及
接地电极，位于所述第一基板的背离所述第二基板的表面上，所述接地电极包括位于对应于所述第一天线振子的位置处的细长电极部分，所述细长电极部分沿着所述第一基板的背离所述第二基板的所述表面在所述第二方向上延伸，所述细长电极部分具有大于所述第一天线振子的长度的长度。
2.如权利要求1所述的液晶天线单元，其中所述第二天线振子的长度为所述第一天线振子的长度的0.7-0.9倍。
3.如权利要求1所述的液晶天线单元，其中所述第一基板和所述第二基板由相同的材料制成，并且其中所述第二基板具有为第一基板的厚度的3-5倍的厚度。
4.如权利要求1所述的液晶天线单元，其中所述第一基板和所述第二基板由不同的材料制成，并且其中所述第一基板的厚度和所述第二基板的厚度满足以下关系：
，
其中H1为所述第一基板的厚度，H2为所述第二基板的厚度，为所述第一基板的介电常数，并且为所述第二基板的介电常数。
5.如权利要求1所述的液晶天线单元，其中所述第二基板为包括多层材料的复合板。
6.如权利要求1所述的液晶天线单元，其中所述第二天线振子、所述第一天线振子和所述细长电极部分被布置使得所述第二天线振子的中心、所述第一天线振子中的所述空隙的中心以及所述细长电极部分的中心在垂直于所述第一基板和所述第二基板的方向上重合。
7.如权利要求1所述的液晶天线单元，其中所述第一方向垂直于所述第二方向。
8.如权利要求1所述的液晶天线单元，其中所述传输线包括共面波导传输线，该共面波导传输线包括信号线和分别位于所述信号线两侧的两条地线。
9.如权利要求8所述的液晶天线单元，其中所述信号线的一端电连接到所述偶极子的两个极子中的一个的靠近所述空隙的一端，并且其中所述两条地线中的一条的一端电连接到所述偶极子的两个极子中的另一个的靠近所述空隙的一端。
10.如权利要求8所述的液晶天线单元，其中所述第一表面为所述第一基板的面向所述
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第二基板的表面，并且其中所述液晶天线单元还包括位于第二表面上的电极结构，所述第二表面为所述第二基板的面向所述第一基板的表面。
11.如权利要求8所述的液晶天线单元，其中所述第一表面为所述第二基板的面向所述第一基板的表面，并且其中所述液晶天线单元还包括位于第二表面上的电极结构，所述第二表面为所述第一基板的面向所述第二基板的表面。
12.如权利要求10或11所述的液晶天线单元，其中所述电极结构包括相互平行且沿着所述第二表面在垂直于所述第一方向的方向上延伸的多个电极。
13.如权利要求1所述的液晶天线单元，其中所述接地电极还包括沿着所述第一基板的背离所述第二基板的所述表面在垂直于所述第二方向的方向上从所述细长电极部分延伸的附加电极部分。
14.一种液晶相控阵天线，包括被布置在阵列中的多个如权利要求1-13中任一项所述的液晶天线单元。
15.如权利要求14所述的液晶相控阵天线，其中所述多个液晶天线单元的各第一基板作为整体由单个基板形成，并且其中所述多个液晶天线单元的各第二基板作为整体由另一单个基板形成。
液晶天线单元和液晶相控阵天线
技术领域
[0001]本发明涉及天线技术领域，具体来说涉及一种液晶天线单元和液晶相控阵天线。
背景技术
[0002]随着通信技术的发展，诸如“动中通”（“Satcom on the move”）之类的业务正在得到广泛应用。这要求具有期望性能的天线。与基于机械扫描的天线相比，相控阵天线由于省去了机械控制机构而具有跟踪精度高、响应时间短等的优点。基于液晶材料的相控阵天线还具有例如尺寸小、功耗低和易于与控制电路系统集成的附加优点，因而被认为是一种有前景的解决方案。
发明内容
[0003]根据本发明的一方面，提供了一种液晶天线单元，包括：第一基板；第二基板，与所述第一基板相对设置；液晶层，设置在所述第一基板与所述第二基板之间；传输线，位于第一表面上且被布置成沿着所述第一表面在第一方向上延伸，所述第一表面选自所述第一基板的面向所述第二基板的表面和所述第二基板的面向所述第一基板的表面所组成的组；第一天线振子，位于所述第一表面上，并且被布置为沿着所述第一表面在第二方向上延伸的细长的偶极子，所述偶极子包括由一空隙间隔开的两个极子，所述第一天线振子被配置成在所述空隙处在所述两个极子与所述传输线之间耦合电磁波；第二天线振子，位于所述第二基板的背离所述第一基板的表面上的对应于所述第一天线振子的位置处，所述第二天线振子具有沿着所述第二基板的背离所述第一基板的所述表面在所述第二方向上延伸的细
长形状，所述第二天线振子还具有小于所述第一天线振子的长度的长度；以及接地电极，位于所述第一基板的背离所述第二基板的表面上，所述接地电极包括位于对应于所述第一天线振子的位置处的细长电极部分，所述细长电极部分沿着所述第一基板的背离所述第二基板的所述表面在所述第二方向上延伸，所述细长电极部分具有大于所述第一天线振子的长度的长度。
[0004]在一些实施例中，所述第二天线振子的长度为所述第一天线振子的长度的0.7-0.9倍。
[0005]在一些实施例中，所述第一基板和所述第二基板由相同的材料制成，并且所述第二基板具有为第一基板的厚度的3-5倍的厚度。
[0006]在一些实施例中，所述第一基板和所述第二基板由不同的材料制成，并且所述第一基板的厚度和所述第二基板的厚度满足以下关系：
，
其中H1为所述第一基板的厚度，H2为所述第二基板的厚度，为所述第一基板的介电常数，并且为所述第二基板的介电常数。
[0007]在一些实施例中，所述第二基板为包括多层材料的复合板。
[0008]在一些实施例中，所述第二天线振子、所述第一天线振子和所述细长电极部分被
布置使得所述第二天线振子的中心、所述第一天线振子中的所述空隙的中心以及所述细长电极部分的中心在垂直于所述第一基板和所述第二基板的方向上重合。
[0009]在一些实施例中，所述第一方向垂直于所述第二方向。
[0010]在一些实施例中，所述传输线包括共面波导传输线，该共面波导传输线包括信号线和分别位于所述信号线两侧的两条地线。
[0011]在一些实施例中，所述信号线的一端在所述第一天线振子中的所述空隙处电连接到所述偶极子的极子中的一个，并且所述两条地线中的一条的一端在所述空隙处电连接到所述偶极子的极子中的另一个。
[0012]在一些实施例中，所述第一表面为所述第一基板的面向所述第二基板的表面，并且所述液晶天线单元还包括位于第二表面上的电极结构，所述第二表面为所述第二基板的面向所述第一基板的表面。
[0013]在一些实施例中，所述第一表面为所述第二基板的面向所述第一基板的表面，并且所述液晶天线单元还包括位于第二表面上的电极结构，所述第二表面为所述第一基板的面向所述第二基板的表面。
[0014]在一些实施例中，所述电极结构包括相互平行且沿着所述第二表面在垂直于所述第一方向的方向上延伸的多个电极。
[0015]在一些实施例中，所述接地电极还包括沿着所述第一基板的背离所述第二基板的所述表面在垂直于所述第二方向的方向上从所述细长电极部分延伸的附加电极部分。[0016]根据本发明的另一方面，提供了一种液晶相控阵天线，包括被布置在阵列中的多个如上所述的液晶天线单元。
[0017]在一些实施例中，所述多个液晶天线单元的各第一基板作为整体由单个基板形成，并且所述多个液晶天线单元的各第二基板作为整体由另一单个基板形成。
[0018]根据在下文中所描述的实施例，本发明的这些和其它方面将是清楚明白的，并且将参考在下文中所描述的实施例而被阐明。
附图说明
[0019]在下面结合附图对于示例性实施例的描述中，本发明的更多细节、特征和优点被公开，在附图中：
图1示意性地图示了根据本发明实施例的液晶天线单元的顶视图；
图2A示意性地图示了沿图1中的AA’线截取的图1的液晶天线单元的截面图；
图2B示意性地图示了沿图1中的BB’线截取的图1的液晶天线单元的截面图；
图3示意性地图示了图1的液晶天线单元中的第一天线振子和传输线的布置；
图4示意性地图示了图1的液晶天线单元的底视图；
图5示出了图1的液晶天线单元的二维远场方向性图；
图6A和6B示意性地图示了根据本发明另一实施例的液晶天线单元的截面图；并且
三极管自锁电路图7示意性地图示了根据本发明实施例的液晶相控阵天线的框图。
具体实施方式
[0020]将理解的是，尽管术语第一、第二、第三等等在本文中可以用来描述各种元件、部
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