一种基于CPW缝隙耦合的圆极化液晶天线

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种基于CPW缝隙耦合的圆极化液晶天线。

背景技术

天线是雷达、通信等系统必备的重要器件，微带天线因其设计多样性、低剖面易共形，馈电方法多，高性能成本低等特点而得到广泛应用。对微带天线进行馈电的基本方式主要有两种，分别是微带线馈电和同轴馈电。应用于多层板的层间信号互连时，随着频率的不断提升，信号的垂直互联变得困难，基于普通的PCB板工艺，可以利用特定的通孔实现信号的垂直互联。但是液晶天线的加工过程与液晶显示屏生产工艺类似，在玻璃基板四周边缘可以进行打孔工艺，但是在玻璃中间打孔实现微带天线的信号互连较为困难，在玻璃稳定性，液晶封装等方面遇到很多问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于CPW缝隙耦合的圆极化液晶天线，以便解决上述提到的技术问题。

本发明的技术方案是：

一种基于CPW缝隙耦合的圆极化液晶天线，包括：

从上到下依次布置的第一介质基板，第二介质基板，第三介质基板，液晶层和第四介质基板；

其中，

第一介质基板上表面设置有寄生贴片；

第二介质基板上表面设置有辐射贴片；

第三介质基板下表面设置有CPW内导体；

第四介质基板上表面设置有金属地层，金属地层上开设有缝隙耦合槽。

优选的，第二介质基板和第三介质基板及第四介质基板均是玻璃基板。

优选的，第二介质基板的厚度为0.33mm～0.77mm，第三介质基板的厚度为0.3mm～0.7mmmm，第四介质基板的厚度为0.3mm～0.7mm，液晶层的厚度为4μm～50μm，CPW内导体和金属地层的镀层厚度为1μm～1.5μm。

优选的，第二介质基板的厚度为0.4mm，第三介质基板的厚度为0.3mm，第四介质基板的厚度为0.3mm，液晶层的厚度为6μm，CPW内导体和金属地层的镀层厚度为1μm。

优选的，所述缝隙耦合槽包括相互平行布置的第一槽体、第二槽体和第三槽体，所述第二槽体上垂直贯穿有第四槽体，所述第四槽体的两端分别与所述第一槽体和第三槽体连通。

优选的，所述第一介质基板和第二介质基板之间设置有介质支撑框。

本发明提供的一种基于CPW缝隙耦合的圆极化液晶天线，主要是通过一种新的缝隙耦合结构实现玻璃液晶天线的信号耦合传输，避免玻璃通孔工艺，其不需要打孔即可实现玻璃层间信号连接问题，有效的解决了微带天线的信号互连问题，简化了制作工艺，提高了生产效率和产品的质量，实用性强，值得推广。

附图说明

图1是本发明的整体结构图；

图2是本发明的分层结构的示意图；

图3是本发明的耦合结构的俯视图；

图4是本发明的局部结构的示意图。

附图标记：

1、寄生贴片；2、第一介质基板；3、介质支撑框；4、辐射贴片；5、第二介质基板；6、第三介质基板；7、CPW内导体；8、液晶层；9、第四介质基板；10、缝隙耦合槽。

具体实施方式

本发明提供了一种基于CPW缝隙耦合的圆极化液晶天线，下面结合图1到图4的结构示意图，对本发明进行说明。

实施例1

本发明的实施方式涉及基于CPW缝隙耦合的圆极化液晶天线，如图1和图2所示，所提供的圆极化液晶天线，包括从上到下依次布置的第一介质基板2，第二介质基板5，第三介质基板6，液晶层8和第四介质基板9。其中，第一介质基板2上表面设置有寄生贴片1，第二介质基板5上表面设置有辐射贴片4，第三介质基板6下表面设置有CPW内导体7，第四介质基板9上表面设置有金属地层，金属地层上开设有缝隙耦合槽10。

进一步的，缝隙耦合槽10呈“王字型”结构，其包括相互平行布置的第一槽体、第二槽体和第三槽体，所述第二槽体上垂直贯穿有第四槽体，所述第四槽体的两端分别与所述第一槽体和第三槽体连通。

如图1所示，类似于液晶面板生产，第三介质基板6和第四介质基板9采用溅射-光刻工艺，将CPW内导体7和带有缝隙耦合槽10的接地层，分别制作在第三介质基板6的下表面和第四介质基板9的上表面。

辐射贴片4采用同样工艺制作在第二介质基板5的上表面，采用液晶面板封装工艺将第三介质基板6和第四介质基板9结合在一起，通过缝隙耦合槽10对辐射贴片4实现馈电。

其中，寄生贴片1和辐射贴片4是微带结构。

具体的，寄生贴片1和辐射贴片4均采用切角圆极化形式实现，采用双层贴片可以较好的展宽带宽，这是因为两种贴片大小有差异导致其谐振频率不同，从而达到展宽带宽的目的。

进一步的，第二介质基板5和第三介质基板6及第四介质基板9均采用玻璃基板。

进一步的，第二介质基板5的厚度为0.33mm～0.77mm，第三介质基板6的厚度为0.3mm～0.7mmmm，第四介质基板9的厚度为0.3mm～0.7mm，液晶层8的厚度为4μm～50μm，CPW内导体7和金属地层的镀层厚度为1μm～1.5μm。

具体的，第二介质基板5的厚度为0.4mm，第三介质基板6的厚度为0.3mm，第四介质基板9的厚度为0.3mm，液晶层8的厚度为6μm，CPW内导体7和金属地层的镀层厚度为1μm。

如图3所示，缝隙耦合槽10对辐射贴片4的馈电采用垂直耦合结构，金属地层上开设的缝隙耦合槽10作为外导体结构存在，缝隙耦合槽10位于CPW内导体7的周边，采用CPW内导体7结合缝隙耦合槽10的形式构成CPW主体结构，实现对辐射贴片4的馈电，通过调节细节尺寸来获得天线最佳性能。

具体的，如图4所示，缝隙耦合槽10的最优代表性尺寸W1＝0.1mm，W2＝0.1mm，W3＝0.2mm，D＝1.6mm。

实施例2

为了展宽圆极化液晶天线的阻抗带宽和轴比带宽，在第一介质基板2和第二介质基板5中间设置了介质支撑框结构3，介质支撑框结构3的材料为聚四氟乙烯，介质支撑框结构3对第一介质基板2具有支撑作用，同时介质支撑框结构3的框内镂空部分为空气层，可以展宽阻抗带宽和轴比带宽。

本发明利用垂直耦合结构，采用“王字型”结构的缝隙耦合槽10对辐射贴片4进行馈电。在液晶层9盒厚较薄的情况下，微带线的损耗会急剧增大，而采用CPW馈电可以避免损耗过大而带来的天线性能恶化。本发明提出了采用CPW的这种新的馈电方式，在不影响其带宽，轴比的情况下解决了液晶天线的馈电问题，也更加利于批量化生产。

本发明提供的一种基于CPW缝隙耦合的圆极化液晶天线，不需要打孔即可实现玻璃层间信号连接问题，有效的解决了微带天线的信号互连问题，简化了制作工艺，提高了生产效率和产品的质量，实用性强，值得推广。

以上公开的仅为本发明的较佳具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。