天线结构及其操作方法、天线设备与流程

文档序号:13317447阅读:148来源:国知局
本公开至少一个实施例涉及一种天线结构及其操作方法、天线设备。
背景技术
:液晶分子的介电常数具有各向异性,并且液晶具有工作电压低、功耗小、适用于高频和小型化电磁波器件的优势使得液晶介电调谐材料在卫星通信、射频识别等方面的应用越来越多。但是当前的液晶天线设备具有加工成本高、调控范围小和响应时间慢等问题。技术实现要素:本公开至少一个实施例提供一种天线结构,包括:第一介质基板;设置于所述第一介质基板的一侧的第一电极层和第二电极层,所述第一电极层和所述第二电极层相对设置;设置于所述第一电极层和所述第二电极层之间的液晶层;其中,所述第一电极层包括相互绝缘的第一电极条和第二电极条,所述第一电极条和所述第二电极条被配置为控制所述液晶层的液晶分子水平取向。例如,在本公开至少一个实施例提供的天线结构中,所述第一电极层包括多个所述第一电极条和多个所述第二电极条,所述第一电极条和所述第二电极条交替设置,并且在所述第一电极条和所述第二电极条上施加电压后,相邻所述第一电极条和所述第二电极条之间形成具有平行于所述第一介质基板所在面的方向的电场。例如,在本公开至少一个实施例提供的天线结构中,在垂直于所述第一介质基板所在面的方向上,所述第一电极层的厚度为16~37微米。例如,在本公开至少一个实施例提供的天线结构中,所述第一电极条的宽度和所述第二电极条的宽度为0.07~0.1毫米;以及相邻的所述第一电极条和所述第二电极条之间的间隔距离为0.07~0.1毫米。例如,在本公开至少一个实施例提供的天线结构中,在平行于所述第一介质基板所在面的方向上,所述第一电极条和所述第二电极条的延伸形状为直线段和曲线段中的一种或组合。例如,本公开至少一个实施例提供的天线结构还包括:与所述第一电极层同层设置的金属地层,所述金属地层设置在所述第一电极层的外围且与所述第一电极层彼此绝缘。例如,在本公开至少一个实施例提供的天线结构中,所述金属地层与所述第一电极层配置为由相同的材料层经过一次构图工艺形成。例如,在本公开至少一个实施例提供的天线结构中,在垂直于所述第一介质基板所在面的方向上看,所述第二电极层的形状包括圆形、椭圆形、三角形、矩形和多边形中的一种。例如,在本公开至少一个实施例提供的天线结构中,所述第二电极层在所述第一介质基板上的正投影位于所述第一电极层的外围轮廓在所述第一介质基板上的正投影之内。本公开至少一个实施例提供一种天线设备,包括上述任一实施例中的天线结构。本公开至少一个实施例提供一种天线结构的操作方法,所述天线结构包括第一介质基板以及依次设置于所述第一介质基板上的第一电极层、液晶层和第二电极层,其中,所述第一电极层包括相互绝缘的第一电极条和第二电极条,所述方法包括:向所述第一电极条和所述第二电极条施加电压以形成具有平行于所述第一介质基板所在面的方向的电场,以使得所述液晶层中的液晶分子被初始取向。例如,本公开至少一个实施例提供的操作方法还包括:向所述第二电极层施加电压,通过分别调节第一电极条、第二电极条和第二电极层上的电压控制所述液晶层的液晶分子的发生偏转进而调整天线的频率。在本公开至少一个实施例提供的天线结构及其操作方法、天线设备中,天线结构的第一电极层配置为包括相互绝缘的第一电极条和第二电极条的结构,第一电极层可以控制液晶层的液晶分子在水平方向(平行于第一介质基板所在面的方向)上的取向,如此可以不需要设置配向层对液晶层进行预取向,降低了天线结构的制备工艺的难度和天线结构的厚度;并且上述结构的第一电极层可以允许电磁波通过,使得天线结构具有双向辐射功能,增加了天线结构的信号接收和辐射的范围。附图说明为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例,而非对本公开的限制。图1为本公开一个实施例提供的一种天线结构的截面图;图2为图1所示天线结构的一种局部结构的平面图;图3为本公开一个实施例提供的一种天线结构的另一种局部结构的平面图;图4为本公开一个实施例提供的一种天线结构的另一种局部结构的平面图;图5为本公开一个实施例提供的另一种天线结构的截面图;以及图6a~图6e为本公开一个实施例提供的一种天线结构的制备方法的过程图。附图标记:110-第一介质基板;120-第二介质基板;200-第一电极层;201-横向电场;202-空间电场;210-第一电极条;220-第二电极条;300-第二电极层;400-液晶层;510-第一偏置电极;511-第一偏置子电极;521-第二偏置子电极;520-第二偏置电极;600-金属地层;710-第一馈源;720-第二馈源;800-封框胶;900-贴片层。具体实施方式为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本公开实施例的附图,对本公开实施例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公开的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。除非另外定义,本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。天线设备利用液晶来改变天线的工作频率,液晶分子具有各向异性的特点,即液晶中的各液晶分子在自然状态下的取向不同,需要设置配向层以对液晶分子进行预取向。但是,在天线设备中,液晶层的厚度通常较大,随着液晶层的厚度增加,配向层对液晶分子的锚定作用会减弱,使得天线设备的频率可重构的范围变小,响应时间变慢;此外,天线设备的大部分结构可以通过pcb(印刷电路板)工艺来制备,但是配向层不能通过pcb工艺来制备,所以,配向层的设置使得天线设备的加工难度大幅增加,加工成本较高。本公开至少一个实施例提供一种天线结构及其操作方法、天线设备来解决上述技术问题。该天线结构包括:第一介质基板;设置于第一介质基板的一侧的第一电极层和第二电极层,第一电极层和第二电极层相对设置;设置于第一电极层和第二电极层之间的液晶层;其中,在平行于第一介质基板所在面的方向上,第一电极层包括交相互绝缘的第一电极条和第二电极条。向第一电极层中的第一电极条和第二电极条上施加电压之后,可以产生水平电场(具有平行于第一介质基板所在面的方向的电场),处于该电场中的液晶层中的液晶分子会趋向于该电场的方向,如此,可以控制液晶分子的取向。因此,液晶层中的液晶分子可以通过第一电极条和第二电极条之间的电场被初始取向,而可以不需要设置配向层以对液晶分子进行锚定。下面将结合附图对根据本公开实施例的天线结构及其操作方法、天线设备进行详细的描述。本公开至少一个实施例提供一种天线结构,图1为本公开一个实施例提供的一种天线结构的截面图,图2为图1所示天线结构的一种局部结构的平面图。例如图1和图2所示,该天线结构包括第一介质基板110、设置在第一介质基板110一侧并且相对设置的第一电极层200和第二电极层300以及设置在第一电极层200和第二电极层300之间的液晶层400,在平行于第一介质基板110所在面的方向上,第一电极层200(例如图1中的虚线框所包括的部分)包括相互绝缘的第一电极条210和第二电极条220。例如,当第一电极条210和第二电极条220之间具有电压差时,该第一电极条210和第二电极条220之间可以形成水平电场(参考下述实施例中的具体解释),如此可以使得液晶层400中的液晶分子的取向趋向于该水平电场的方向,也使得液晶分子具有特定的取向,如此,不需要再设置配向层来对液晶分子进行预取向。本公开的实施例对第一电极条210和第二电极条220在第一介质基板110上的排布方式及设置数量不做限制,只要第一电极条210和第二电极条220之间可以形成平行于第一介质基板110所在面的电场即可,进而可驱动液晶分子水平取向。例如,在本公开至少一个实施例中,如图1和图2所示,第一电极条210和第二电极条220沿着平行于第一介质基板110所在面的方向排布。例如,在本公开至少一个实施例中,如图1和图2所示,第一电极层200包括多个第一电极条210和多个第二电极条220,并且第一电极条210和第二电极条220交替设置在第一介质基板110上。下面,如图1和图2所示,以第一电极条210和第二电极条220沿着平行于第一介质基板110所在面的方向设置并且都设置为多个为例,对本公开下述实施例中的技术方案进行说明。液晶分子的介电常数和天线结构的工作频率相关,而液晶分子的介电常数具有各向异性的特性,即液晶分子的介电常数与液晶分子的取向有关。在本公开的实施例中,天线结构中未设置配向层,液晶层400中的液晶分子的取向在初始状态下处于混乱状态(例如液晶分子没有统一的取向),向第一电极层200和第二电极层300施加电压之后,通过控制第一电极层200和第二电极层300之间的电压差以及第一电极层200中的第一电极条210和第二电极条220之间的电压差,可以控制液晶层400中的液晶分子的取向(相关内容可以参考与天线结构的操作方法相关的实施例),如此,可以控制液晶层400中的液晶分子的介电常数,通过调节液晶分子的介电常数以对天线结构的工作频率进行控制,以使得天线结构可以适用于不同频带(电磁波的频率范围),如此可以实现天线结构的频率可重构,本公开的实施例提供的天线结构可以对收发电磁波的频率及能量大小进行控制。在本公开的实施例的天线结构中,对液晶层400中的液晶分子的具体取向和天线结构的工作频率之间的具体变化关系不做限定。例如,液晶层400中的液晶分子的取向趋向于平行于第一介质基板110所在面的方向,液晶分子的介电常数较小,天线结构的工作频率可以处于高频带;或者液晶层400中的液晶分子的取向趋向于垂直于第一介质基板110所在面的方向,液晶分子的介电常数较大,天线结构的工作频率可以处于低频带。本公开的实施例对第一电极层200和第二电极层300的制备材料不做限制,只要第一电极层200和第二电极层300的制备材料为导电率良好的材料即可。例如,第一电极层200和第二电极层300的制备材料可以为金属导电材料或者金属合金,金属材料可以包括钛(ti)、铝(al)、镍(ni)、铂(pt)和金(au)等材料中的一种或组合。本公开的实施例对液晶层400的厚度不做限制,可以根据实际需求进行设置。液晶层400的厚度影响天线结构的工作频率切换的速度以及能耗。例如,液晶层400的厚度越小,天线结构的工作频率的切换速度越快但是能耗越高;液晶层400的厚度越大,天线结构的工作频率的切换速度越慢但是能耗越低。例如,在图1中的z轴方向上,液晶层400的厚度约为5~200微米,进一步约为10~40微米。本公开的实施例对液晶层400的液晶分子的类型不做限制。例如,液晶层400中的液晶分子可以包括向列相液晶。具体的,液晶分子为正性液晶分子,这样液晶分子在电场作用下沿电场方向取向。示例性的,液晶层400可以为聚合物分散液晶(polymerdispersedliquidcrystal,pdlc),即向列相液晶以微米尺寸的液滴均匀分散在固态有机聚合物基体内。聚合物分散液晶的液晶层400作为介电材料,具有可有效降低工艺难度、易于集成等方面的优势,并且保证了液晶天线结构受外力作用下液晶腔(第一电极层200和第二电极层300之间的储存液晶层400的空间)内液晶的均匀度,从而避免外力作用导致的液晶腔内液晶层厚度不均匀而引起辐射方向畸变、影响天线信号传输路径及速度等问题。例如,在本公开至少一个实施例中,如图1所示,天线结构还可以包括设置在第二电极层300的远离第一介质基板110一侧的第二介质基板120。第一介质基板110和第二介质基板120可以为天线结构提供力学支撑,也可以起到封装的作用。在本公开的实施例中,天线结构可以为刚性天线结构,也可以为柔性天线结构,天线结构中的第一介质基板110一侧的第二介质基板120也同样可以为刚性材料或者柔性材料组成。例如,第一介质基板110和/或第二介质基板120的制备材料可以为聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯等中的一种或多种。需要说明的是,在第二电极层300具有足够强度的情况下,可以不需要设置第二介质基板120。本公开的实施例对第一电极层200中的第一电极条210和第二电极条220的延伸形状和延伸方向不做限定,第一电极条210和第二电极条220的延伸方向只要与第一介质基板110所在面平行即可,第一电极条210和第二电极条220的延伸形状可以为图1和图2中所示的直线段,也可以为曲线段例如波浪形等其它形状,或者也可以上述形状的组合。第一电极条210和第二电极条220的延伸形状和延伸方向可以按照实际需求来进行设计,本公开的实施例在此不做赘述。为便于解释本公开中的技术方案,以第一电极条210和第二电极条220的延伸形状为直线形为例进行说明。为便于说明本公开的技术方案中各部件的位置,如图1和图2所示,以天线结构中的第一介质基板110为参考并建立三维坐标系,对天线结构中的各部件进行方向性的指定。x轴和y轴的方向为平行于第一介质基板110所在面的方向,并且x轴为垂直于第一电极条210和第二电极条220的延伸方向,y轴为平行于第一电极条210和第二电极条220的延伸方向,z轴为垂直于第一介质基板110所在面的方向。本公开的实施例对第一电极层200的厚度不做限制,例如,在本公开至少一个实施例中,如图1和图2所示,在z轴方向上,第一电极层200的厚度约为16~37微米,例如进一步约为18~35微米。本公开的实施例对第一电极层200中的第一电极条210和第二电极条220的宽度及相邻的第一电极条210和第二电极条220之间的间隔距离不做限定。例如,在本公开至少一个实施例中,如图2所示,在x轴的方向上,第一电极条210的宽度、第二电极条220的宽度以及相邻的第一电极条210和第二电极条220之间的间隔距离都可以设置为约小于0.1毫米,进一步例如约为0.07~0.1毫米。例如,在本公开至少一个实施例中,如图2所示,天线结构还可以包括与第一电极条210电连接的第一偏置电极510以及与第二电极条220电连接的第二偏置电极520。第一偏置电极510配置为可以向第一电极条210施加电压,第二偏置电极520配置为可以向第二电极条220施加电压,根据第一电极条210上的电压和第二电极条220上的电压的差值,可以在平行于第一介质基板110所在面的方向(例如x轴方向)上形成电场,该电场可以使得液晶层400中的液晶分子的取向趋向于x轴方向。例如,在本公开至少一个实施例中,天线结构还包括与第二电极层300电连接的第三偏置电极(图中未示出),第三偏置电极配置为向第二电极层300施加电压,从而使得第二电极层300以向液晶层400施加电压,第一电极层200和第二电极层300相互配合,以第一电极层200和第二电极层300之间形成垂直于第一介质基板110所在面的电场,通过控制第一电极层200和第二电极层300之间的电压差的大小,可以在z轴方向上调节液晶层中的液晶分子的取向。本公开的实施例对第三偏置电极的具体设置位置不做限定,只要第三偏置电极可以向第二电极层300施加电压即可。例如,在本公开的实施例中,第二电极层300的具体化设置结构也可以参考第一电极层200的设置方式,本公开的实施例在此不做赘述。本公开的实施例对第一偏置电极510、第二偏置电极520和第三偏置电极的设置位置为不做限制,例如,三者可以设置在天线结构中,也可以位于天线结构之外,只要第一偏置电极510、第二偏置电极520和第三偏置电极可以控制天线结构中的电场分布即可。在通过第一偏置电极510和第二偏置电极520向第一电极层200施加电压时,为免通入的电流与射频信号之间耦合而影响天线的信号收发,需要对偏置电极通入第一电极层200中的电流类型进行限定。例如,在本公开至少一个实施例中,如图1和图2所示,第一偏置电极510和第一电极条210以及第二偏置电极520和第二电极条220之间配置为直流电连通。例如,在本公开至少一个实施例中,第一偏置电极510和第一电极条210之间以及第二偏置电极520和第二电极条220之间可以配置为能够隔离功率比值不小于10分贝的射频电流,需要说明的是,允许通入第一电极层200中的射频电流的功率比值不限于为上述的小于10分贝,只要射频电流不会影响天线结构的信号收发即可。例如,在本公开至少一个实施例中,如图1和图2所示,天线结构还可以包括设置在第一介质基板110和第二电极层300之间的金属地层600,金属地层600与液晶层400接触并且和第一电极层200彼此绝缘,金属地层600例如可以与外部电路中的馈线连通,可以将外部的电磁信号导入天线结构中,或者将天线结构中的电磁信号导出。本公开的实施例对金属地层600的具体设置位置及具体形状不做限制,只要金属地层600可以与液晶层400接触并且与第一电极层200和第二电极层300之间彼此绝缘即可。例如,在本公开至少一个实施例中,金属地层600与第一电极层200同层设置,并且金属地层600设置在第一电极层200的外围并且与第一电极层200彼此绝缘。金属地层600位于第一电极层200的外围,即金属地层600在第一介质基板110上的正投影位于第一电极层200的外围轮廓(认为第一电极层200包括第一电极条210、第二电极条220以及第一电极条210和第二电极条220之间的间隔区域)在第一介质基板110上的正投影之外。需要说明的是,在本公开的实施例中,金属地层600为非必需的结构,例如,天线结构中可以不设置金属地层600,外部的馈线直接连接入天线结构的内部以对电磁信号进行输入或导出。例如,在本公开至少一个实施例中,如图1和图2所示,金属地层600可以配置为与第一电极层200同层且同材料形成。例如,金属地层600与第一电极层200可以由同一个材料层制备得到,即可以由同一工艺同时形成金属地层600和第一电极层200,可以简化天线结构的制备工艺流程,降低成本。本公开的实施例对金属地层600的制备材料不做限定,只要金属地层600为导电材料即可。例如,金属地层600的制备材料可以包括:钛(ti)、铝(al)、镍(ni)、铂(pt)和金(au)等材料中的一种或组合。为便于解释本公开实施例中的技术方案,如图1和图2所示,以金属地层600配置为和第一电极层200同层且同材料形成为例,对本公开下述实施例中的技术方案进行说明。第一电极层200中的第一电极条210和第二电极条220需要与外部的第一偏置电极510和第二偏置电极520电连接,例如需要通过走线电连接,所以金属地层600的设置位置需要避过走线以避免与第一电极层200连通。在此情况下,例如,金属地层600、第一电极层200、偏置电极(包括第一偏置电极510和第二偏置电极520)以及连接第一电极层200和偏置电极的走线都可以由同一个材料层制备得到,并且由同一工艺形成。例如,在本公开至少一个实施例中,如图2所示,金属地层600可以设置在第一电极层200的相对的两侧,例如金属地层600可以设置在第一电极层200的沿x轴方向的两侧,第一偏置电极510和第二偏置电极520设置在第一电极层200的沿y轴方向的两侧,如此,金属地层600不会影响第一电极层200和偏置电极之间的电连接。例如,在本公开至少一个实施例中,图3为本公开一个实施例提供的一种天线结构的另一种局部结构的平面图。例如图3所示,金属地层600可以设置在第一电极层200的周围,并且金属地层600在偏置电极和第一电极层200连接的区域(即走线所处的区域)是断开的。金属地层600和第一电极层200同层设置的情况下,金属地层600的具体结构不限于上述图2和图3所示的结构,本公开的实施例对金属地层600的具体化结构不做进一步限制。为便于解释本公开实施例中的技术方案,以如图2所示的金属地层600的设计结构为例,对本公开下述实施例中的技术方案进行说明。在本公开的实施例中,对第一偏置电极510和第二偏置电极520的具体化结构以及两者与第一电极层200的具体连接方式不做限制。例如,在本公开至少一个实施例中,如图2和图3所示,第一偏置电极510可以配置为一体化的电极,并且第二偏置电极520也可以配置为一体化的电极,如此,第一偏置电极510向多个第一电极条210上施加的电压是相同的,第二偏置电极520向多个第二电极条220上施加的电压也是相同的。例如,在本公开至少一个实施例中,图4为本公开一个实施例提供的一种天线结构的另一种局部结构的平面图。例如图4所示,第一偏置电极510包括至少一个彼此绝缘的第一偏置子电极511,每个第一电极条210连接至少一个第一偏置子电极511;和/或第二偏置电极520包括至少一个彼此绝缘的第二偏置子电极521,每个第二电极条220连接至少一个第二偏置子电极521。例如,第一偏置电极510中的多个第一偏置子电极511可以与第一电极层200中的多个第一电极条210一一对应连接,使得第一偏置电极510可以向每个第一电极条210施加不同的电压,同理,第二偏置电极520也可以向第二电极条220施加不同的电压。如此,上述结构下的天线结构可以对第一电极层200和第二电极层300之间的电场分布进行调整,即可以对液晶层400中的液晶分子的取向进行局部调节。例如,在本公开至少一个实施例中,图5为本公开一个实施例提供的另一种天线结构的截面图。例如图5所示,天线结构还可以包括设置在第二电极层300的远离第一介质基板110一侧的第一馈源710。例如,外界的电磁波可以通过第一馈源710馈入到天线结构中,通过调整第一电极层200和第二电极层300的电压以产生预定电场,调整液晶层400中的液晶分子的取向以使得液晶分子的介电常数调节到预定值,从而接收第一馈源710馈入的预定接收频率和方向的电磁波。天线结构选择性发射电磁波和选择性接收电磁波的远离类似,本公开的实施例在此不做赘述。在本公开实施例提供的天线结构中,第一电极层200配置为包括第一电极条210和第二电极条220的结构,第一电极条210和第二电极条220之间存在间隔空隙,所以天线结构发射的电磁波不会被第一电极层200吸收和反射,部分电磁波可以从第一电极层透过,即从天线结构的设置有第一介质基板110的一侧可收发的电磁波的通过量增加。例如,在本公开至少一个实施例中,如图5所示,天线结构还可以包括设置在第一电极层200的远离第二电极层300一侧的第二馈源720,如此,天线结构可以实现双向辐射的功能,即天线结构可以在自身的z轴正方向和负方向上收发电磁波。天线结构通过第二馈源720接收和发射电磁波的过程可以参考前述实施例中的相关内容,本公开在此不做赘述。本公开的实施例对天线结构的形状(主要功能区的形状)不做限定。本公开实施例中的天线结构可以为贴片天线,可以适用于矩形天线结构、椭圆天线结构、三角形天线结构以及多边形天线结构等形状的天线结构,同时也适用于线极化、圆极化、椭圆极化、双极化等类型的天线结构。例如,在本公开至少一个实施例中,在垂直于第一介质基板所在面的方向(平行于z轴方向)上看,第二电极层的形状包括圆形、椭圆形、三角形、矩形和多边形中的一种。本公开的实施例对天线结构中的液晶层400和第一电极层200的分布面积不做限制。例如,在本公开至少一个实施例中,第二电极层300在第一介质基板110上的正投影位于第一电极层200的外围轮廓在第一介质基板110上的正投影之内,例如,液晶层400也可以设置为在z轴方向上覆盖第二电极层400,如此,可以增加天线结构的功能区例如谐振腔(液晶层400中的液晶分子的取向可以改变的区域)的工作区域的面积,以提高天线结构的工作性能。需要说明的是,第一电极层200和液晶层400也可以设置为在第一介质基板110上的投影位于第二电极层200在第一介质基板110上的投影之内,本公开的实施例对此不作限制。需要说明是,在本公开的实施例提供的天线结构中,通过第一电极层200即可在平行于第一介质基板110所在面的方向上控制液晶分子的取向,所以不需要设置配向层以对液晶分子进行预取向,但是可以理解的是,上述结构并不是对设置配向层的限制,在本公开的实施例中,也可以设置配向层对液晶层400中的液晶分子进行预取向。本公开至少一个实施例提供一种天线设备,该天线设备可以包括上述任一实施例中的天线结构,将第一电极层设置为包括多个第一电极条210和第二电极条220的结构,可以控制液晶层中的液晶分子的取向,不需要设置配向层以对液晶分子进行预取向,在简化了设备的制备工艺流程,降低了加工成本的同时使得天线设备具有双向辐射功能。天线设备包括的天线结构的具体化结构设计可以参考前述实施例(与天线结构相关的实施例)中的相关内容,本公开的实施例在此不做赘述。例如,该天线设备中的天线结构可以为柔性结构,该天线设备可以为柔性电子装置,例如具有体能指数监测、gps、4g或5g移动网络等强大功能的可穿戴智能产品。本公开至少一个实施例提供一种天线结构的操作方法,天线结构包括第一介质基板以及依次设置于第一介质基板上的第一电极层、液晶层和第二电极层,其中,第一电极层包括相互绝缘的第一电极条和第二电极条,方法包括:向第一电极条和第二电极条施加电压以形成具有平行于第一介质基板所在面的方向的电场,以使得液晶层中的液晶分子的取向趋向于该电场的方向,以使得所述液晶层中的液晶分子被初始取向。如此,在本公开实施例提供的天线结构中,可以不需要再设置配向层以对液晶分子进行预取向。向第二电极层施加电压之后,在第一电极层和第二电极层之间形成具有垂直于第一介质基板所在面的方向的电场,该电场可以使得液晶层中的液晶分子的取向趋向于垂直于第一介质基板所在面的方向。如此,通过控制第一电极条、第二电极条上和第二电极层上的电压可以调节液晶分子的取向,进而控制液晶分子的介电常数。具体的,向所述第二电极层施加电压,通过分别调节第一电极条、第二电极条和第二电极层上的电压控制所述液晶层的液晶分子的发生偏转进而调整天线的频率。在本公开至少一个实施例提供的天线结构的操作方法中,天线结构的具体化结构可以参考前述实施例(与天线结构相关的实施例)中的相关内容,本公开的实施例在此不做赘述。为便于解释本公开的技术方案,下面以图5所示的天线结构为例,对本公开的实施例中的天线结构的操作方法进行说明。例如,在本公开至少一个实施例提供的操作方法中,如图5所示,天线结构还包括与第一电极条210电连接的第一偏置电极以及与第二电极条220电连接的第二偏置电极,通过第一电极层200和第二电极层300调整液晶层400中的液晶分子的取向包括:通过第一偏置电极和第二偏置电极分别向第一电极条210和第二电极条220施加电压,以使得液晶层400中的液晶分子的取向趋向于与x轴的方向平行。第一偏置电极和第二偏置电极图5中未示出,可以参考前述实施例(如图2、图3和图4所示的实施例)中的相关内容。如图5所示,第一电极层200和第二电极层300通过施加电压可以在液晶层400形成水平电场(例如平行于x轴的方向的横向电场201)和纵向电场(电场方向例如平行于z轴的方向),以对液晶分子的取向进行调节,从而可以控制液晶分子的介电常数,即可以调节天线结构收发电磁波的能量和频率的大小。需要说明的是,在本公开的实施例中,第一电极条210和第二电极条220产生的水平电场的方向不限于完全平行于第一介质基板110所在面的方向(例如平行于x轴的方向),如图5所示,该水平电场可以包括空间电场202和横向电场201,横向电场和空间电场都可以使得液晶分子的取向趋向于平行于x轴的方向。例如,在本公开至少一个实施例提供的操作方法中,如图5所示,天线结构还包括与第二电极层300电连接的第三偏置电极(图中未示出,可以参考与天线结构相关的实施例中的相关内容),通过第一电极层200和第二电极层300调整液晶层400中的液晶分子的取向还包括:通过第三偏置电极向液晶层400施加电压,以在第一电极层200和第二电极层300之间形成与z轴方向平行的电场。第一电极层200和第二电极层300形成的电场共同作用于液晶层400,以对液晶层400中的液晶分子进行调节。第二电极层300配合第一电极层200调节液晶分子取向的原理与第一电极层200调节液晶分子取向的原理类似,本公开的实施例在此不做赘述。为便于解释本公开的技术方案,下面对本公开的实施例中通过施加电压控制液晶分子的取向的过程进行分析。选择第一电极层200中相邻的一个第一电极条210和一个第二电极条220为例,其中,第二电极条220位于第一电极条210的x轴的正方向上,同时设定该第一电极条210的位置为坐标系的原点,随着液晶层400上被施加的电压的变化,液晶层400中的液晶分子的取向通过表1中的坐标系中的象限角来表示,其中,第一电极条210上施加的电压为u1,第二电极条220上施加的电压为u2,第二电极层300上施加的电压为u0。表1液晶分子取向与施加电压的关系施加电压液晶分子取向u1>>u2(或u2>>u1),u0=0沿x轴方向u1=u2<<u0(或u1=u2>>u0)沿z轴方向u0>u1>u2(或u1>u2>u0)[0,-π/2](或[0,π/2])u2>u1>u0(或u0>u2>u1)[π/2,π](或[π,3π/2])例如,在本公开至少一个实施例中,如图5和表1所示,只通过第一电极层200向液晶层400施加电压,即第二电极层300上的电压u0为0,液晶分子的取向沿x轴方向。例如,第一电极条210的电压u1大于例如远大于第二电极条220的电压u2时,液晶分子取向沿x轴正方向,反之亦然。例如,在本公开至少一个实施例中,如图5和表1所示,当第二电极层300的电压大于例如远大于第一电极层200的电压时,液晶分子的取向沿z轴方向。例如,第一电极层200的电压u1和u2大于例如远大于第二电极层300的电压u0时,液晶分子取向沿z轴正方向,反之亦然。例如,在本公开至少一个实施例中,如图5和表1所示,第二电极层300上的电压u0、第一电极条210上的电压u1以及第二电极条220上的电压u2都不同。例如,第一电极条210的电压u1大于第二电极条220的电压u2,第二电极条220的电压u2大于第二电极层300的电压u0,根据u1、u2和u3的具体取直,液晶分子的取向可以在(0,π/2)的象限角内变化。对于u1、u2和u3的其它数值关系对应的液晶分子取向的范围可以参考表1中的相关内容,本公开在此不做赘述。在本公开的实施例中,对天线结构的工作频率的调节的过程不做限制,可以根据实际情况进行操作。例如,在本公开实施例的一个示例中,可以先向第一电极层200施加电压,通过第一电极条210和第二电极条220之间形成的电场使得液晶分子的取向趋向于平行于第一介质基板110的方向;然后向第二电极层300施加电压,通过控制第一电极层200和第二电极层300之间的电压差以对液晶分子在垂直于第一介质基板110的方向上的取向进行调整,如此,可以控制天线结构在不同工作频率之间的切换。本公开至少一个实施例提供一种天线结构的制备方法,包括:提供第一介质基板;在第一介质基板上形成第一电极层,第一电极层包括相互绝缘的第一电极条和第二电极条;在形成有第一电极层的第一介质基板上形成液晶层;在液晶层的远离第一介质基板的一侧形成第二电极层。天线结构的第一电极层包括交替设置的多个第一电极条和多个第二电极条的结构,第一电极层可以形成水平电场(电场方向平行于第一介质基板所在面的方向)以控制液晶层的液晶分子在水平方向(平行于第一介质基板所在面的方向)上的取向,如此可以不需要设置配向层对液晶层进行预取向,降低了天线结构的制备工艺的难度;并且上述结构的第一电极层可以允许电磁波通过,使得天线结构具有双向辐射功能,增加了天线结构的信号接收和辐射的范围。由本公开至少一个实施例的制备方法制备的天线结构的具体化结构可以参考前述实施例(与天线结构相关的实施例)中的相关内容,本公开在此不做赘述。为便于解释本公开实施例中的技术方案,以图1所示的天线结构为例,在本公开实施例的一个示例中,对天线结构的制备方法进行说明。图6a~图6e为本公开一个实施例提供的一种天线结构的制备方法的过程图,例如图6a~图6e所示,本公开实施例的一个示例提供的天线结构的一种制备方法的过程图包括如下过程:如图6a所示,提供第一介质基板110并在第一介质基板110上沉积导电层薄膜,对该导电层薄膜进行构图工艺以形成第一电极层200以及金属地层600,第一电极层200包括交替分布的第一电极条210和第二电极条220。例如,在本公开至少一个实施例中,构图工艺可以包括干刻或者湿刻。例如构图工艺的过程可以包括:在需要被构图的结构层上涂覆光刻胶层,使用掩膜板对光刻胶层进行曝光,对曝光的光刻胶层进行显影以得到光刻胶图案,使用光刻胶图案作为掩模对结构层进行蚀刻,然后可选地去除光刻胶图案。如图6b所示,在形成有第一电极层200的第一介质基板110上形成封框胶800。封框胶800可以封装天线结构,限定液晶层400的范围并且防止水汽进入。如图6c所示,提供第二介质基板120并在第二介质基板120上形成第二电极层300。本公开的实施例对第二电极层300的形成方式不做限定,例如图6c所示,可以在第二介质基板120上安装包括有第二电极层300的贴片层900,贴片层900的制备材料可以为绝缘材料。需要说明的是,如果第二电极层300的强度满足需求,也可以不需要提供第二介质基板120。如图6d所示,在形成有第一电极层200的第一介质基板110上形成液晶层400,液晶层400位于封框胶800限定的区域内。如图6e所示,将形成有液晶层400的第一介质基板110和形成有第二电极层300的第二介质基板120对盒设置,并且液晶层400位于第一电极层200和第二电极层300之间。对于本公开,还有以下几点需要说明:(1)本公开实施例附图只涉及到与本公开实施例涉及到的结构,其他结构可参考通常设计。(2)为了清晰起见,在用于描述本公开的实施例的附图中,层或区域的厚度被放大或缩小,即这些附图并非按照实际的比例绘制。(3)在不冲突的情况下,本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。以上,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。当前第1页12
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