[发明专利]多层软件定义的天线及其制造方法

说明书

一种多层的、软件控制的天线。在可变介电常数(VDC)板上方设置辐射贴片。跨所述VDC板施加可变DC电势，以控制所述VDC板的各个位置上的有效介电常数。RF信号在馈电贴片和延迟线之间耦合，并且延迟线将RF信号耦合至辐射贴片。辐射贴片、VDC板、延迟线和馈电贴片均设置在所述天线的不同层上，从而对RF信号路径和DC信号路径解耦。控制器执行软件程序，由此控制跨VDC板施加的可变DC电势，从而控制所述天线的操作特性。

相关申请

本申请要求2016年9月1日提交的美国临时申请No.62/382,489、2016年9月1日提交的美国临时申请No.62/382,506、2016年12月7日提交的美国临时申请No.62/431,393以及2017年1月31日提交的美国专利申请No.15/421,388的优先权权益，通过引用将所有这些文献的公开内容全文并入本文。

技术领域

所公开的发明涉及无线电发射和/或接收天线以及用于制造这样的天线及其相关馈电网络的方法，而不管其为微带、带状线还是其他什么。

背景技术

在先前的公开当中，本发明人已经公开了利用可变介电常数控制天线的特性的天线，由此形成软件定义的天线。可以在美国专利No.7,466,269中找到有关该天线的细节，通过引用将该文献的全部公开内容并入本文。在‘269专利中公开的天线被证明是可操作的，并且易于制造，只需在LCD屏的顶部上形成辐射元件和馈电线即可。因此，已经开展了进一步的研究，从而进一步探索制造软件定义的天线的不同可能性，如本文所公开的。

发明内容

包括以下发明内容以便提供对本发明的一些方面和特征的基本理解。该发明内容不是对本发明的广泛综述，并且因此，其并不旨在特别地识别本发明的关键或重要元素或描绘本发明的范围。发明内容的唯一目的是以简化的形式呈现本发明的一些概念，作为下面呈现的更详细描述的前序。

本公开提供了可变介电常数天线的各种增强和进步。本文公开的实施例提供了一种改进的天线阵列以及用于制造这样的天线阵列的方法。

所公开的各种实施例提供了一种具有电容耦合馈电线以及用于将馈电网络连接至辐射元件的其他手段(例如，通孔和临近耦合)的天线。所述天线包括：绝缘衬底；设置在所述绝缘衬底的顶表面上的导电贴片；设置在所述绝缘衬底的底表面上的接地平面，所述接地平面包括位于其内的孔隙，所述孔隙被配准为在所述导电贴片下方对准；具有被配置为在所述孔隙下方对准的末端从而将RF信号通过所述孔隙电容耦合至所述导电贴片的馈电线。其他配置也是可行的，下面的示例被设定为提供任选的解决方案，并且提供有关如何最有效地实施所述系统的见地。

本发明的实施例提供了一种软件定义的天线，其通过使用可变电介质控制延迟线，由此生成相移和频移。例如，相移可以用于天线的空间取向或者用于偏振控制。所公开的实施例对所述天线和合并馈电设计解耦，以避免其间的信号干扰。所公开的实施例进一步对RF电势与DC电势解耦。所述天线的各种元件，例如，辐射器、合并馈电部件、可变电介质、相移控制线等是在多层天线设计的不同层内提供的，因而对设计解耦并且避免串扰。

所公开的各种特征包括用于辐射元件和馈电线之间的RF信号耦合的新颖布置；用于控制信号的频率和相位的布置；多层天线；以及所述天线的制造方法。

附图说明

包含到本说明书中并且构成了其部分的附图对本发明的实施例进行举例说明，所述附图与文字描述一起起着解释和例示本发明的原理的作用。附图意在按照示意性方式例示示例性实施例的主要特征。附图并非意在描绘实际实施例的每一特征，也并非意在描绘所示元件的相对尺寸，因而并不是按比例绘制的。

图1示出了根据一个实施例的天线的顶视图；

图2示出了根据另一实施例的天线的顶视图，其中，能够通过两条正交馈电线对每一辐射元件馈电；