一种液晶天线及其制作方法、驱动方法和通信设备技术

本发明专利技术公开了一种液晶天线及其制作方法、驱动方法和通信设备，通过在两基板之间设置液晶层和呈矩阵排列的多个微带贴片天线结构，获取液晶分子的介电常数为最大值和最小值时对应的各微带贴片天线结构的第一谐振频率和第二谐振频率，馈入频率为第一谐振频率的微波信号时，使谐振在第一谐振频率的各微带贴片天线结构处于开启状态，产生多个元波束，谐振在第二谐振频率的各微带贴片天线结构处于关闭状态；即各微带贴片天线结构相当于一个谐振式开关，根据改变阵列中开和关的个数以及开和关的空间位置布局，使产生的多个元波束形成具有特定形状的成形波束，因此本发明专利技术实施例的液晶天线实现了多波束扫描，结构简单，易于集成，成本较低。

Liquid crystal antenna and its manufacturing method, driving method and communication device

The invention discloses a liquid crystal antenna and its fabrication method, driving method and communication device. By setting a liquid crystal layer and a plurality of microstrip patch antenna structures arranged in a matrix between two substrates, the first resonant frequency of each microstrip patch antenna structure corresponding to the maximum and minimum dielectric constant of the liquid crystal molecule is obtained. When the microwave signal with the first resonant frequency is fed into the second resonant frequency, the microstrip patch antenna structures that resonate at the first resonant frequency are turned on, generating multiple element beams, and the microstrip patch antenna structures that resonate at the second resonant frequency are closed; that is, the microstrip patch antenna structures are equivalent. In a resonant switch, according to changing the number of switches on and off in the array and the spatial position layout of the switches on and off, the generated multi-element beamforming has a shaped beam with a specific shape. Therefore, the liquid crystal antenna of the embodiment of the present invention realizes multi-beam scanning with simple structure, easy integration and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种液晶天线及其制作方法、驱动方法和通信设备
本专利技术涉及天线
，尤其涉及一种液晶天线及其制作方法、驱动方法和通信设备。
技术介绍
多波束天线(multibeamantenna)是指能产生多个锐波束的天线，这些锐波束(称为元波束)可以合成一个或几个成形波束，以覆盖特定的空域。多波束天线有透镜式、反射面式和相控阵式等三种基本形式，此外还有以相控阵作为反射面或透镜馈源的混合形式。这些传统的多波束天线都是利用设置多个馈源，相应形成指向不同的多个元波束，控制各馈源的激励振幅和相位，使这些元波束合成为具有特定形状的成形波束。对各馈源激励振幅的控制是利用波束形成网络来实现的，它主要由可变功率分配器和移相器组成，能向馈源阵列激励所需的振幅和相位分布，而这种波束形成网络结构较复杂、不容于集成、造价高，不利于多波束天线的推广和批量应用。
技术实现思路
本专利技术提供一种液晶天线及其制作方法、驱动方法和通信设备，用以解决现有技术中实现多波束扫描的结构存在的问题。本专利技术实施例提供了一种液晶天线，包括：相对设置的第一基板和第二基板，位于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层和呈矩阵排列的多个微带贴片天线结构，以及位于所述第一基板远离所述液晶层一侧的接地电极；其中，所述微带贴片天线结构用于接收控制所述液晶层的液晶分子偏转的电压信号以及接收或发送微波信号。可选地，在本专利技术实施例提供的上述液晶天线中，所述微带贴片天线结构所在膜层位于所述第一基板与所述液晶层之间；或者，所述微带贴片天线结构所在膜层位于所述第二基板与所述液晶层之间。可选地，在本专利技术实施例提供的上述液晶天线中，所述微带贴片天线结构包括镂空结构。可选地，在本专利技术实施例提供的上述液晶天线中，所述镂空结构包括多个沿行方向排列的镂空子结构。可选地，在本专利技术实施例提供的上述液晶天线中，各所述镂空子结构的形状相同。可选地，在本专利技术实施例提供的上述液晶天线中，各所述镂空子结构由沿列方向呈“工”型和沿行方向呈“H”型的子结构组成。可选地，在本专利技术实施例提供的上述液晶天线中，各所述镂空子结构沿行方向呈“日”型。相应地，本专利技术实施例还提供了一种通信设备，包括本专利技术实施例提供的上述任一种液晶天线。相应地，本专利技术实施例还提供了一种液晶天线的制作方法，包括：形成第一基板和第二基板；将所述第一基板和所述第二基板相对设置，在所述第一基板和所述第二基板之间形成液晶层和呈矩阵排列的多个微带贴片天线结构；其中，所述微带贴片天线用于接收控制所述液晶层的液晶分子偏转的电压信号以及接收或发送微波信号；在所述第一基板远离所述液晶层一侧形成接地电极。相应地，本专利技术实施例还提供了一种液晶天线的驱动方法，包括：向微带贴片天线结构和接地电极施加预设驱动电压，驱动液晶层的液晶分子偏转，获取所述液晶分子的介电常数为最大值和最小值时对应的各所述微带贴片天线结构的第一谐振频率和第二谐振频率；根据需要形成的成形波束的形状，馈入频率为所述第一谐振频率的微波信号时，使谐振在所述第一谐振频率的各所述微带贴片天线结构处于开启状态，谐振在所述第二谐振频率的各所述微带贴片天线结构处于关闭状态；或馈入频率为所述第二谐振频率的微波信号时，使谐振在所述第二谐振频率的各所述微带贴片天线结构处于开启状态，谐振在所述第一谐振频率的各所述微带贴片天线结构处于关闭状态。本专利技术实施例的有益效果：本专利技术实施例提供的液晶天线及其制作方法、驱动方法和通信设备，通过在第一基板和第二基板之间设置液晶层和呈矩阵排列的多个微带贴片天线结构，向微带贴片天线结构和接地电极施加预设驱动电压，驱动液晶层的液晶分子偏转，获取液晶分子的介电常数为最大值和最小值时对应的各微带贴片天线结构的第一谐振频率和第二谐振频率，馈入频率为第一谐振频率的微波信号时，使谐振在第一谐振频率的各微带贴片天线结构处于开启状态，产生多个元波束，谐振在第二谐振频率的各微带贴片天线结构处于关闭状态；或馈入频率为第二谐振频率的微波信号时，使谐振在第二谐振频率的各微带贴片天线结构处于开启状态，产生多个元波束，谐振在第一谐振频率的各微带贴片天线结构处于关闭状态；即每一个微带贴片天线结构相当于一个谐振式开关结构，根据改变阵列中开和关的个数以及开和关的空间位置布局，使产生的多个元波束形成具有特定形状的成形波束，因此本专利技术实施例的液晶天线实现了多波束扫描，结构简单，易于集成，成本较低。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种液晶天线的结构示意图之一；图2为本专利技术实施例提供的一种液晶天线的结构示意图之二；图3为图1所示的一种液晶天线的剖面示意图；图4为本专利技术实施例提供的呈矩阵排列的多个微带贴片天线结构示意图之一；图5为本专利技术实施例提供的呈矩阵排列的多个微带贴片天线结构示意图之二；图6为图4所示的单个微带贴片天线结构示意图；图7为图5所示的单个微带贴片天线结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的一种液晶天线的制作方法流程图；图9为本专利技术实施例提供的一种液晶天线的驱动方法流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供一种液晶天线及其制作方法、驱动方法和通信设备，阵列排列的各微带贴片天线结构相当于一个谐振式开关结构，根据改变阵列中微带贴片天线结构开和关的个数以及开和关的空间位置布局，使产生的多个元波束形成具有特定形状的成形波束，因此本专利技术实施例的液晶天线实现了多波束扫描，结构简单，易于集成，成本较低。附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本
技术实现思路
。本专利技术实施例提供的一种液晶天线，如图1和图2所示，包括：相对设置的第一基板1和第二基板2，位于第一基板1和第二基板2之间的液晶层3和呈矩阵排列的多个微带贴片天线结构4，以及位于第一基板1远离液晶层3一侧的接地电极5；其中，微带贴片天线结构4用于接收控制液晶层3的液晶分子偏转的电压信号以及接收或发送微波信号。本专利技术实施例提供的液晶天线，通过在第一基板和第二基板之间设置液晶层和呈矩阵排列的多个微带贴片天线结构，向微带贴片天线结构和接地电极施加预设驱动电压，驱动液晶层的液晶分子偏转，获取液晶分子的介电常数为最大值和最小值时对应的各微带贴片天线结构的第一谐振频率和第二谐振频率，馈入频率为第一谐振频率的微波信号时，使谐振在第一谐振频率的各微带贴片天线结构处于开启状态，产生多个元波束，谐振在第二谐振频率的各微带贴片天线结构处于关闭状态；或馈入频率为第二谐振频率的微波信号时，使谐振在第二谐振频率的各微带贴片天线结构处于开启状态，产生多个元波束，谐振在第一谐振频率的各微带贴片天线结构处于关闭状态；即每一个微带贴片天线结构相当于一个谐振式开关结构，根据改变阵列中开和关的个数以及开和关的空间位置布局，使产生的多个元波束形成具有特定形状的成形波束，因此本专利技术实施例的液晶天线实现了多波束扫描，结构简单，易于集成，成本较低。需要说明的是，本专利技术实施例中的微带贴片天线结构和接地电极均为金属层，具有导电性。具体地，液晶层的液晶分子作为各向异性材料，沿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液晶天线，其特征在于，包括：相对设置的第一基板和第二基板，位于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层和呈矩阵排列的多个微带贴片天线结构，以及位于所述第一基板远离所述液晶层一侧的接地电极；其中，所述微带贴片天线结构用于接收控制所述液晶层的液晶分子偏转的电压信号以及接收或发送微波信号。

【技术特征摘要】
1.一种液晶天线，其特征在于，包括：相对设置的第一基板和第二基板，位于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层和呈矩阵排列的多个微带贴片天线结构，以及位于所述第一基板远离所述液晶层一侧的接地电极；其中，所述微带贴片天线结构用于接收控制所述液晶层的液晶分子偏转的电压信号以及接收或发送微波信号。2.根据权利要求1所述的液晶天线，其特征在于，所述微带贴片天线结构所在膜层位于所述第一基板与所述液晶层之间；或者，所述微带贴片天线结构所在膜层位于所述第二基板与所述液晶层之间。3.根据权利要求1所述的液晶天线，其特征在于，所述微带贴片天线结构包括镂空结构。4.根据权利要求3所述的液晶天线，其特征在于，所述镂空结构包括多个沿行方向排列的镂空子结构。5.根据权利要求4所述的液晶天线，其特征在于，各所述镂空子结构的形状相同。6.根据权利要求5所述的液晶天线，其特征在于，各所述镂空子结构由沿列方向呈“工”型和沿行方向呈“H”型的子结构组成。7.根据权利要求5所述的液晶天线，其特征在于，各所述镂空子结构沿行方向呈“日”型。8.一种通信设备，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔祥忠，丁天伦，王磊，温垦，孙拓，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，北京京东方光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11