天线结构及其制备方法和信号传输方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种天线结构及其制备方法和信号传输方法、装置及系统，其中天线结构包括：从上至下依次设置的石墨烯贴片阵列、第一介质基底层、金属接地层、第二介质基底层和功能模块；所述天线结构还包括若干条电极引接线，每条所述电极引接线的一端与且只与所述石墨烯贴片阵列中的一个石墨烯贴片连接，所述电极引接线的另一端穿透所述第一介质基底层、金属接地层和第二介质基底层与所述功能模块连接。本发明专利技术实施例的天线结构体积小巧、易于生产、稳定性高和设计灵活，还能满足不同工作模式和应用场景的需求。本发明专利技术实施例实现了毫米波和太赫兹波频段天线收发功能，可满足广覆盖、热点补盲等不同应用场景。

【技术实现步骤摘要】
天线结构及其制备方法和信号传输方法、装置及系统
本专利技术涉及通信
，更具体地，涉及天线结构及其制备方法和信号传输方法、装置及系统。
技术介绍
毫米波和太赫兹波是未来5G应用频段的新秀，在民用通信和雷达传感等领域都具有不可估量的前景。近年来，新型天线及相关器件的设计逐步由射频、微波转向吉赫兹和太赫兹方向。因此，在高频段领域研制开发高效率、高智能的天线及系统是通信设计者的迫切需求。然而，很多常用的天线在较高频率下工作性能还不是很理想。为得到良好的系统性能，整个天线系统的设计就相对更加复杂，这直接导致了阻抗匹配困难、成本极大提高等一系列问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的天线结构及其制备方法和信号传输方法、装置及系统。第一个方面，本专利技术实施例提供一种天线结构，包括从上至下依次设置的石墨烯贴片阵列、第一介质基底层、金属接地层、第二介质基底层和功能模块；其中，所述天线结构还包括若干条电极引接线，每条所述电极引接线的一端与且只与所述石墨烯贴片阵列中的一个石墨烯贴片连接，所述电极引接线的另一端穿透所述第一介质基底层、金属接地层和第二介质基底层与所述功能模块连接；所述石墨烯贴片阵列中的每个石墨烯贴片与所述金属接地层构成一个天线单元，用于对电磁波、毫米波或者太赫兹波中的一种或多种进行发射和接收；所述功能模块用于匹配电极引接线和天线间的阻抗，以及对每个所述天线辐射单元进行信号相位调制和信号幅度调制。进一步地，所述石墨烯贴片阵列由m*n维度的石墨烯贴片组成；其中，m和n为大于等于2的整数。第二个方面，本专利技术实施例提供一种天线结构的制备方法，包括：选择一块衬底材料作为第一介质基底层，在所述第一介质基底层的下表面旋涂一层光刻胶；利用曝光法在所述光刻胶上形成金属接地层图案，溶解光刻胶上的曝光部分；在所述光刻胶上生长一层金属材料，获得所述金属接地层，之后除去所述光刻胶；在所述金属接地层的下表面生长一层新的衬底材料作为第二介质基底层；在所述第二介质基底层的下表面旋涂一层新的光刻胶；根据所述石墨烯贴片阵列的排布，在由所述第一介质基底层、金属接底层、第二介质基底层以及光刻胶组成的复合材料上竖向腐蚀一系列孔洞，在孔洞埋设电极引接线，并将孔洞填满；除去所述新的光刻胶，得到凸起的电极引接线，将石墨烯薄膜按照石墨烯阵列排布转移到第一介质基底层上表面，与电极引接线的一端连接；在电极引接线的另一端连接所述功能模块。第三个方面，本专利技术实施例提供一种根据上述天线结构的信号传输方法，包括：根据所述天线结构接收的反馈信号确定所述天线结构的应用场景和工作模式，根据所述应用场景和工作模式确定粗略的波束参数和粗略的扫描角度；将所述反馈信号的场强和信噪比输入至预先获取的天线阵列发射模型，根据输出结果结合所述粗略的波束参数和粗略的扫描角度，获得精确的波束参数和精确的扫描角度；根据所述精确的波束参数和精确的扫描角度得到每个天线单元对应的振幅和相位信息，以使得天线单元根据调整振幅和相位发送信号。进一步地，当接收到新的反馈信号后，根据所述新的反馈信号的场强和信噪比对所述天线单元的振幅和相位信息进行优化调整，直至接收的反馈信号的场强和/或信噪比符合预设条件。第四个方面，本专利技术实施例提供一种根据上述天线结构的信号传输装置，包括：粗略计算模块，用于根据所述天线结构接收的反馈信号确定所述天线结构的应用场景和工作模式，根据所述应用场景和工作模式确定粗略的波束参数和粗略的扫描角度；精确计算模块，用于将所述反馈信号的场强和信噪比输入至预先获取的天线阵列发射模型，根据输出结果结合所述粗略的波束参数和粗略的扫描角度，获得精确的波束参数和精确的扫描角度；振幅相位确定模块，用于根据所述精确的波束参数和精确的扫描角度得到每个天线单元对应的振幅和相位信息，以使得天线单元根据调整振幅和相位发送信号。进一步地，所述精确计算模块还用于：当接收到新的反馈信号后，根据所述新的反馈信号的场强和信噪比对所述天线单元的振幅和相位信息进行优化调整，直至接收的反馈信号的场强和/或信噪比符合预设条件。第五方面，本专利技术实施例提供一种天线系统，包括上述天线结构和上述信号传输装置。第六方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第三方面所提供的方法的步骤。第七方面，本专利技术实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第三方面所提供的方法的步骤。本专利技术实施例提供的天线结构及其制备方法和信号传输方法、装置及系统，不仅具有体积小巧、易于生产、稳定性高和设计灵活等优点，还能满足不同工作模式和应用场景的需求。实现了毫米波和太赫兹波频段天线收发功能、波束优化功能和波束扫描功能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的天线结构的结构示意图；图2为本专利技术实施例的石墨烯贴片阵列的结构示意图；图3为本专利技术实施例的步骤S101的制备效果图；图4为本专利技术实施例的步骤S102的制备效果图；图5为本专利技术实施例的步骤S103的制备效果图；图6为本专利技术实施例的步骤S104的制备效果图；图7为本专利技术实施例的步骤S105的制备效果图；图8为本专利技术实施例的步骤S106的制备效果图；图9为本专利技术实施例的步骤S107的制备效果图；图10为本专利技术实施例的步骤S108的制备效果图；图11为本专利技术实施例的根据天线结构的信号传输方法的流程示意图；图12为本专利技术实施例提供的根据天线结构的信号传输装置的结构示意图；图13为本专利技术实施例提供的电子设备的实体结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例的天线结构的结构示意图，如图1所示，包括：从上至下依次设置的石墨烯贴片阵列101、第一介质基底层102、金属接地层103、第二介质基底层104和功能模块105，其中，所述天线结构还包括若干条电极引接线106，每条电极引接线106的一端与且只与所述石墨烯贴片阵列101中的一个石墨烯贴片连接，所述电极引接线106的另一端穿透本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线结构，其特征在于，包括从上至下依次设置的石墨烯贴片阵列、第一介质基底层、金属接地层、第二介质基底层和功能模块；/n其中，所述天线结构还包括若干条电极引接线，每条所述电极引接线的一端与且只与所述石墨烯贴片阵列中的一个石墨烯贴片连接，所述电极引接线的另一端穿透所述第一介质基底层、金属接地层和第二介质基底层与所述功能模块连接；/n所述石墨烯贴片阵列中的每个石墨烯贴片与所述金属接地层构成一个天线单元，用于对电磁波、毫米波或者太赫兹波中的一种或多种进行发射和接收；所述功能模块用于匹配电极引接线和天线间的阻抗，以及对每个所述天线辐射单元进行信号相位调制和信号幅度调制。/n

【技术特征摘要】
1.一种天线结构，其特征在于，包括从上至下依次设置的石墨烯贴片阵列、第一介质基底层、金属接地层、第二介质基底层和功能模块；
其中，所述天线结构还包括若干条电极引接线，每条所述电极引接线的一端与且只与所述石墨烯贴片阵列中的一个石墨烯贴片连接，所述电极引接线的另一端穿透所述第一介质基底层、金属接地层和第二介质基底层与所述功能模块连接；
所述石墨烯贴片阵列中的每个石墨烯贴片与所述金属接地层构成一个天线单元，用于对电磁波、毫米波或者太赫兹波中的一种或多种进行发射和接收；所述功能模块用于匹配电极引接线和天线间的阻抗，以及对每个所述天线辐射单元进行信号相位调制和信号幅度调制。


2.根据权利要求1所述的天线结构，所述石墨烯贴片阵列由m*n维度的石墨烯贴片组成；其中，m和n为大于等于2的整数。


3.一种如权利要求1或2所述的天线结构的制备方法，其特征在于，包括：
选择一块衬底材料作为第一介质基底层，在所述第一介质基底层的下表面旋涂一层光刻胶；
利用曝光法在所述光刻胶上形成金属接地层图案，溶解光刻胶上的曝光部分；
在所述光刻胶上生长一层金属材料，获得所述金属接地层，之后除去所述光刻胶；
在所述金属接地层的下表面生长一层新的衬底材料作为第二介质基底层；
在所述第二介质基底层的下表面旋涂一层新的光刻胶；
根据所述石墨烯贴片阵列的排布，在由所述第一介质基底层、金属接底层、第二介质基底层以及光刻胶组成的复合材料上竖向腐蚀一系列孔洞，在孔洞埋设电极引接线，并将孔洞填满；
除去所述新的光刻胶，得到凸起的电极引接线，将石墨烯薄膜按照石墨烯阵列排布转移到第一介质基底层上表面，与电极引接线的一端连接；
在电极引接线的另一端连接所述功能模块。


4.一种根据权利要求1或2所述的天线结构的信号传输方法，其特征在于，包括：
根据所述天线结构接收的反馈信号确定所述天线结构的应用场景和工作模式，根据所述应用场景和工作模式确定粗略的波束参数和粗略的扫描角度；
将所述反馈信号的场强和信噪比输入至预先获取的天线...

【专利技术属性】
技术研发人员：董健，孟凡，王凯，王玮，
申请(专利权)人：中国移动通信集团设计院有限公司，中国移动通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11