[发明专利]天线结构及其制备方法和信号传输方法、装置及系统

说明书

本发明实施例提供一种天线结构及其制备方法和信号传输方法、装置及系统，其中天线结构包括：从上至下依次设置的石墨烯贴片阵列、第一介质基底层、金属接地层、第二介质基底层和功能模块；所述天线结构还包括若干条电极引接线，每条所述电极引接线的一端与且只与所述石墨烯贴片阵列中的一个石墨烯贴片连接，所述电极引接线的另一端穿透所述第一介质基底层、金属接地层和第二介质基底层与所述功能模块连接。本发明实施例的天线结构体积小巧、易于生产、稳定性高和设计灵活，还能满足不同工作模式和应用场景的需求。本发明实施例实现了毫米波和太赫兹波频段天线收发功能，可满足广覆盖、热点补盲等不同应用场景。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体地，涉及天线结构及其制备方法和信号传输方法、装置及系统。

背景技术

毫米波和太赫兹波是未来5G应用频段的新秀，在民用通信和雷达传感等领域都具有不可估量的前景。近年来，新型天线及相关器件的设计逐步由射频、微波转向吉赫兹和太赫兹方向。因此，在高频段领域研制开发高效率、高智能的天线及系统是通信设计者的迫切需求。然而，很多常用的天线在较高频率下工作性能还不是很理想。为得到良好的系统性能，整个天线系统的设计就相对更加复杂，这直接导致了阻抗匹配困难、成本极大提高等一系列问题。

发明内容

本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的天线结构及其制备方法和信号传输方法、装置及系统。

第一个方面，本发明实施例提供一种天线结构，包括从上至下依次设置的石墨烯贴片阵列、第一介质基底层、金属接地层、第二介质基底层和功能模块；

其中，所述天线结构还包括若干条电极引接线，每条所述电极引接线的一端与且只与所述石墨烯贴片阵列中的一个石墨烯贴片连接，所述电极引接线的另一端穿透所述第一介质基底层、金属接地层和第二介质基底层与所述功能模块连接；

所述石墨烯贴片阵列中的每个石墨烯贴片与所述金属接地层构成一个天线单元，用于对电磁波、毫米波或者太赫兹波中的一种或多种进行发射和接收；所述功能模块用于匹配电极引接线和天线间的阻抗，以及对每个所述天线辐射单元进行信号相位调制和信号幅度调制。

进一步地，所述石墨烯贴片阵列由m*n维度的石墨烯贴片组成；其中，m和n为大于等于2的整数。

第二个方面，本发明实施例提供一种天线结构的制备方法，包括：

选择一块衬底材料作为第一介质基底层，在所述第一介质基底层的下表面旋涂一层光刻胶；

利用曝光法在所述光刻胶上形成金属接地层图案，溶解光刻胶上的曝光部分；

在所述光刻胶上生长一层金属材料，获得所述金属接地层，之后除去所述光刻胶；

在所述金属接地层的下表面生长一层新的衬底材料作为第二介质基底层；

在所述第二介质基底层的下表面旋涂一层新的光刻胶；

根据所述石墨烯贴片阵列的排布，在由所述第一介质基底层、金属接底层、第二介质基底层以及光刻胶组成的复合材料上竖向腐蚀一系列孔洞，在孔洞埋设电极引接线，并将孔洞填满；

除去所述新的光刻胶，得到凸起的电极引接线，将石墨烯薄膜按照石墨烯阵列排布转移到第一介质基底层上表面，与电极引接线的一端连接；

在电极引接线的另一端连接所述功能模块。

第三个方面，本发明实施例提供一种根据上述天线结构的信号传输方法，包括：

根据所述天线结构接收的反馈信号确定所述天线结构的应用场景和工作模式，根据所述应用场景和工作模式确定粗略的波束参数和粗略的扫描角度；