[发明专利]相位调制单元以及辐射系统

说明书

本发明公开一种相位调制单元以及辐射系统，其中该相位调制单元包括第一基板、第二基板、图案化金属层、第一电极、第二电极、驱动元件以及液晶层。图案化金属层设置于第一基板面对第二基板的第一表面上，并包括槽孔、围绕槽孔的环形槽以及位于槽孔中央区域的金属环，其中槽孔以及环形槽暴露第一表面的一部分。第一电极以及第二电极设置于第二基板面对第一基板的第二表面上。驱动元件连接第一电极以及第二电极。液晶层设置于第一基板以及第二基板之间。

技术领域

本发明涉及一种相位调制单元以及辐射系统。

背景技术

天线是一种用来发射或接收电波的设备，通过搭配相位调制装置来调制电波的相位，使辐射波前产生偏折，达到控制电波的指向性的目的。

传统的相位调制装置运用例如可变电容等元件来构成相位调制装置中的每一个相位调制单元，当多个相位调制单元所组成的相位调制阵列越大，所需使用的元件就越多。除此之外，还需要其他元件，例如数字模拟转换器，来进行调制控制。举例而言，对于5G频段的8×2主动式相位阵列天线系统，至少需要使用16个相位调制单元、16个功率放大器以及4个数字模拟转换器。加上使用较高阶的运算与控制系统，使得整个系统成本极高，且耗电量大，一般只能用在高阶的军事或商业用途。

发明内容

本发明提供一种相位调制单元以及辐射系统，制造成本低。

根据本发明一实施例，提供一种相位调制单元，包括第一基板、第二基板、图案化金属层、第一电极、第二电极、驱动元件以及液晶层。图案化金属层设置于第一基板面对第二基板的第一表面上，并包括槽孔、围绕槽孔的环形槽以及位于槽孔中央区域的金属环，其中槽孔以及环形槽暴露第一表面的一部分。第一电极以及第二电极设置于第二基板面对第一基板的第二表面上。驱动元件连接第一电极以及第二电极。液晶层设置于第一基板以及第二基板之间。

根据本发明另一实施例，提供一种辐射系统，包括辐射源、相位调制装置以及控制器。辐射源被设置以发出电波。相位调制装置设置于电波的路径上，并包括至少一相位调制阵列，其中至少一相位调制阵列包括以二维方式分布的多个相位调制单元。控制器连接每一相位调制单元的驱动元件。

基于上述，本发明实施例提供的相位调制单元利用液晶调制电波相位，达到控制电波指向性的目的。相位调制阵列可以液晶显示器制作工艺来制作，并利用液晶达到快速调制的功能。并且，可以提供大面积、平面化以及低成本的相位调制阵列，大幅降低辐射系统的建置成本。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。

附图说明

图1A及图1B分别是本发明实施例的相位调制单元的平面视图及透视图；

图1C是相位调制单元的横截面图；

图2A为现有技术的相位调制单元的图案化金属层的共振电波示意图

图2B为本发明实施例的相位调制单元的图案化金属层的共振电波示意图；

图3A为本发明实施例的相位调制单元以及根据现有技术的相位调制单元的频宽的模拟结果的示意图；

图3B为本发明实施例的相位调制单元以及根据现有技术的相位调制单元的辐射功率的模拟结果的示意图；

图4A是本发明实施例的辐射系统的示意图；

图4B是辐射系统的相位调制装置的示意图。

符号说明

10:相位调制阵列

100、100A:相位调制单元

101:第一基板

101S、102S:表面

102:第二基板