[發明專利]一種基于液晶和開關的混合移相器及調控方法

有效

• 申請號: 202010138748.3
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111490315B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 王鵬程;王正斌;宋飛;朱劼
• 申請（專利權）人: 南京星騰通信技術有限公司
• 主分類號: H01P1/18
• 分類號: H01P1/18;H01Q3/36
• 代理公司: 南京蘇創專利代理事務所(普通合伙) 32273
• 代理人: 張艷

1.一種基于液晶和開關的混合移相器，包括上層殼體(1)和下層殼體(3)，以及鋪設在上層殼體(1)和下層殼體(3)之間的微波介質板(2)，所述上層殼體(1)和下層殼體(3)選用金屬殼體或者電鍍了金屬的非金屬殼體，其特征在于：所述微波介質板(2)采用雙面印刷工藝，印制有傳輸線，所述傳輸線包括開關移相器單元(21)和液晶移相器單元(22)；

所述微波介質板(2)的一端連接有同軸輸入線(211)，相對的另一端連接有同軸輸出線(223)；

所述下層殼體(3)的一組相對端依次設置有給同軸輸入線/同軸輸出線引出的同軸輸入端口/同軸輸出端口；

所述開關移相器單元(21)印制于微波介質板(2)朝向下層殼體(3)的一側表面，靠近同軸輸入線(211)一端，所述開關移相器單元(21)采用加載了MEMS開關或者PIN管的微帶線枝節結構(2110)，所述開關移相器單元(21)的微帶線枝節結構(2110)設置有貫穿到微波介質板(2)對面的直流偏置線過孔(2111)，

所述上層殼體(1)開設有用于鋪設開關移相器直流偏置線(11)的直線槽，所述直線槽從直流偏置線過孔(2111)延伸貫穿過上層殼體(1)邊緣，所述開關移相器直流偏置線(11)通過直流偏置線過孔(2111)與開關移相器單元(21)的微帶線枝節結構(2110)連接；

所述開關移相器單元(21)的微帶線枝節結構(2110)與同軸輸入線(211)之間連接有微帶轉接器(212)，射頻信號從同軸線輸入線進入開關移相器單元(21)前，首先需要經過微帶轉接器(212)；

所述液晶移相器單元(22)包括印制在微波介質板(2)朝向上層殼體(1)一側的彎折傳輸線(220)、鋪設于上層殼體(1)朝向彎折傳輸線(220)的液晶材料層和印制在微波介質板(2)朝向下層殼體(3)一面的兩段交指電容(221)，所述彎折傳輸線(220)兩端分別通過接地金屬過孔(2211)與交指電容(221)連接，交指電容(221)分別位于彎折傳輸線(220)的兩端，靠近開關移相器單元(21)的交指電容(221)連接阻抗變換器單元(213)，所述阻抗變換器單元(213)與開關移相器單元(21)的微帶線枝節結構(2110)連接，靠近同軸輸出線(223)的交指電容(221)與同軸輸出線(223)連接；

所述下層殼體(3)開設有延伸貫通到邊緣的矩形槽，所述矩形槽內鋪設有液晶移相直流偏置線(32)，靠近同軸輸出線(223)的接地金屬過孔(2211)與矩形槽貫通，所述液晶移相直流偏置線(32)通過接地金屬過孔(2211)與液晶移相器單元(22)的彎折傳輸線(220)連接。

2.根據權利要求1所述的基于液晶和開關的混合移相器，其特征在于：所述微波介質板(2)朝向下層殼體(3)的一面設計有保護殼(4)，所述保護殼(4)的形狀與開關移相器單元(21)和液晶移相器單元(22)相適配，并將開關移相器單元(21)和液晶移相器單元(22)罩住，所述保護殼(4)的兩端分別設置有體積脹大的端口腔(230)，所述開關移相器單元(21)與同軸輸入線(211)的連接處和液晶移相器單元(22)與同軸輸出線(223)的連接處分別置于對應端的端口腔(230)中；

所述下層殼體(3)的軸向中線貫通開設有用于容納保護殼(4)的凹槽(33)，凹槽(33)兩端開設有貫通到下層殼體(3)外部的端口槽(34)，所述端口腔(230)剛好填充在端口槽(34)中；

所述凹槽(33)在開關移相器單元(21)位置開設空氣腔(31)，保護殼(4)對應位置脹大設置與空氣腔(31)規格一致。

3.根據權利要求1所述的基于液晶和開關的混合移相器的調控方法，其特征在于：通過阻抗變換器單元(213)進行開關移相器單元(21)和彎折線結構單元之間的阻抗匹配；

通過直流偏置線過孔(2111)改變微帶線枝節結構(2110)的兩側電壓來控制開關移相器單元(21)的相位跳變，實現90°的相位跳變；

通過調整交指電容(221)的結構參數，形成帶通效果，進而濾除工作頻段外的信號；

通過液晶移相直流偏置線(32)控制液晶的偏置電壓，從而控制液晶材料的介電常數連續變化，進而連續改變信號的相位偏移量，從而控制液晶移相器單元(22)相移的度數，實現帶內大于180°范圍的移相；

通過選取兩側的交指電容(221)參數，可形成帶通濾波器的效果，使得所需頻段外的信號截止，同時又能隔斷液晶移相直流偏置信號至開關移相器單元(21)，避免液晶移相直流信號對開關移相器單元(21)的干擾。