CN108987895A - 基于塑胶电镀工艺的二元天线阵 - Google Patents

Abstract

本发明属于电解或电泳工艺；其所用设备技术领域，公开了一种基于塑胶电镀工艺的二元天线阵，其包括采用选择性塑胶电镀工艺印制在介质板上的天线单元、馈电网络。本发明采用塑胶电镀工艺进行二元阵的一体化设计避免了传统天线繁琐的加工和装配过程，提高了生产效率，降低了生产成本。本发明通过采用微带巴伦耦合馈电，以及在辐射偶极子上层增加耦合振子的方式展宽了天线阵的工作带宽，保证了二元阵的宽带特性。本发明是一种用于无线通信系统的基站天线，可以实现±45°方向上的双线极化特性，同时具有良好的定向辐射特性。

Description

基于塑胶电镀工艺的二元天线阵

技术领域

本发明属于电解或电泳工艺；其所用设备技术领域，尤其涉及一种基于塑胶电镀工艺的二元天线阵。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：随着移动通信的快速发展，移动终端用户的爆发性增长，对移动通信系统提出了愈来愈高的要求。基站天线是无线通信系统的重要组成部分，作为辐射和接收电磁波的系统装置，天线的电气性能直接影响无线通信设备的总体性能，高性能的天线不仅可以降低对系统的要求，而且对改进整个系统性能起到决定性作用。满足通信系统愈发严格的技术要求是现代天线设计研究的核心问题，提出新的设计思路，改进原有天线形式，从而满足现代无线通信系统的要求。基站天线多以线极化方式工作，包括单线极化天线与±45°双线极化天线。双极化天线是一种组合的天线技术，它利用电磁波垂直极化的非相干性和移动通信系统电波多径传输等特点，组合了+45°和-45°两个极化方式相互正交的天线并同时工作在收发双工模式下。双极化天线有利于节省基站天线的数量，使得基站站址选择更为灵活，另外双极化天线可运用极化分集、频率复用等技术，有助于通信系统的扩容，具有广泛的应用价值。

压铸工艺是传统天线部件常用的成形方法，压铸模具具有结构复杂、设计及制造工作量大、准备周期长的特点。而缩孔缩松及气孔是压铸件最为常见的缺陷，也是导致压铸件报废的主要因素。在金属部件加工过中.很多因素会影响金属液的填充成型，其中主要有压射压力、充型速度、浇注温度和压铸模温度等，这些因素是相互影响和相互制约的，调整一个因素会引起相应的该工艺因素变化，导致压铸件中容易出现异常气孔、冷隔、浇不足、缩孔等铸造缺陷。

综上所述，现有技术存在的问题是：天线的各个部件独立加工，导致装配过程繁琐、生产周期长、成本高。

解决上述技术问题的难度和意义：相比于传统的天线形式，采用“塑胶电镀”工艺可以容易的实现天线阵的一体化加工，无需繁琐的装配过程。塑胶电镀在一定程度上能够替代金属制品，还能节约机械加工工时、简化加工工艺、改善零件外观、提高劳动生产率、减轻产品重量和降低产品成本。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于塑胶电镀工艺的二元天线阵。

本发明是这样实现的，一种基于塑胶电镀工艺的二元天线阵，所述基于塑胶电镀工艺的二元天线阵包括采用选择性塑胶电镀工艺印制在介质板上的天线单元、馈电网络。塑胶电镀的基本流程包括：除油、粗化、还原、预浸、活化、加速、化学镍、预镀镍、电镀。所述天线单元为适用于无线通信系统的定向基站天线，所述馈电网络用于对所述的两个天线单元进行馈电。

进一步，所述基于塑胶电镀工艺的二元天线阵进一步包括：两对呈十字正交的偶极子、耦合振子、馈电网络以及金属地。

进一步，所述介质板包括第一介质板、第二介质板、第三介质板、第四介质板、第五介质板、第六介质板、第七介质板；

其中第一介质板、第二介质板和第七介质板水平放置，第三介质板、第四介质板垂直放置第一介质板和第七介质板之间，第五介质板、第六介质板垂直放置于第二介质板和第七介质板之间，第三介质板、第四介质板相互正交，第五介质板、第六介质板相互正交。

进一步，所述第一介质板下表面为十字正交的第一偶极子和第二偶极子，上表面为耦合振子；第二介质板下表面为十字正交的第三偶极子和第四偶极子，上表面为耦合振子；

第一馈电网络和第二馈电网络印制在第三介质板、第四介质板、第五介质板、第六介质板、及第七介质板的上表面；

金属地印制在第七介质板的下表面。

进一步，所述第一偶极子和第二偶极子、第三偶极子和第四偶极子的每一个辐射臂均通过金属桥将左右两侧进行短路。

进一步，所述第一馈电网络包括第一微带巴伦和第二微带巴伦；第二馈电网络包括第三微带巴伦和第四微带巴伦，用于对第一偶极子、第二偶极子、第三偶极子、第四偶极子进行耦合馈电，产生±45°方向上的双线极化波；

耦合振子用于展宽二元天线阵的工作带宽。

本发明的另一目的在于提供一种使用所述基于塑胶电镀工艺的二元天线阵的基站天线。

本发明的另一目的在于提供一种使用所述基站天线的无线通信系统。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明采用塑胶电镀工艺进行二元阵的一体化加工设计避免了传统天线繁琐的加工和装配过程，提高了生产效率，降低了生产成本。本发明通过采用微带巴伦耦合馈电，以及在辐射偶极子上层增加耦合振子的方式展宽了天线阵的工作带宽，保证了二元阵的宽带特性。本发明是一种用于无线通信系统的基站天线，可以实现±45°方向上的双线极化特性，同时具有良好的定向辐射特性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于塑胶电镀工艺的二元天线阵结构示意图；

图2是本发明实施例提供的介质板结构示意图；

图3是本发明实施例提供的辐射偶极子及金属地的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的馈电网络结构图；

图5是本发明实施例提供的耦合振子结构图；

图6是本发明实施例的辐射方向图；

图中：1、第一天线单元；2、第二天线单元；3、介质板；3-1、第一介质板；3-2、第二介质板；3-3、第三介质板；3-4、第四介质板；3-5、第五介质板；3-6、第六介质板；3-7、第七介质板；4、十字交叉偶极子；4-1第一偶极子；4-2、第二偶极子；5、十字交叉偶极子；5-1、第三偶极子；5-2、第四偶极子；6、第一耦合振子；7、第二耦合振子；8、第一馈电网络；8-1、第一微带巴伦；8-2、第二微带巴伦；9、第二馈电网络；9-1第三微带巴伦；9-2、第四微带巴伦；10、金属地。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

“塑胶电镀”指的是以电镀和化学镀相互结合的形式，涂附金属镀层于塑胶材料表面的一种加工办法。经此加工，可以保留其生产效率高、价格低廉、重量轻的好处，使之具备导热抗老化、导电、金属外观等特点。塑胶电镀是现代加工工艺中典型的新材料和新工艺结合技术，拓宽了传统电镀应用的范围，为电镀行业的发展开辟了全新的领域。因此，塑胶电镀工艺目前已在轻工产品、机床按钮、光学仪器、电子产品等方面获得了广泛的应用。尤其对于天线设计来说，采用选择性塑胶电镀加工工艺具有非常重要的作用。所谓选择性塑胶电镀，主要指的是在塑胶制品中，有选择的进行电镀，也常被人们称为局部电镀。相比于传统的天线形式，采用选择性“塑胶电镀”工艺无需繁琐的加工装配过程，可以容易地实现二元天线阵的一体化设计。

下面结合附图对本发明的应用原理做详细的描述。

如图1-图5所示，本发明实施例提供的基于塑胶电镀工艺的二元天线阵包括：第一天线单元1、第二天线单元2、介质板3、第一十字交叉偶极子4、第二十字交叉偶极子5、第一耦合振子6、第二耦合振子7、第一馈电网络8、第二馈电网络9、金属地10。

第一天线单元1、第二天线单元2、第一馈电网络8、第二馈电网络9采用选择性“塑胶电镀”工艺均印制在介质板3上；两对第一十字正交偶极子4和第二十字正交偶极子5、第一耦合振子6和第二耦合振子7、第一馈电网络8和第二馈电网络9以及金属地10；第一天线单元1、第二天线单元2的结构尺寸完全相同。

介质板3包括第一介质板3-1、第二介质板3-2、第三介质板3-3、第四介质板3-4、第五介质板3-5、第六介质板3-6、第七介质板3-7；其中第一介质板3-1、第二介质板3-2和第七介质板3-7水平放置，第三介质板3-3、第四介质板3-4垂直放置第一介质板3-1和第七介质板3-7之间，第五介质板3-5、第六介质板3-6垂直放置第二介质板3-2和第七介质板3-7之间，第三介质板3-3、第四介质板3-4相互正交，第五介质板3-5、第六介质板3-6相互正交；

其中第一介质板3-1下表面为十字正交的第三偶极子4-1和第四偶极子4-2，其上表面为耦合振子6，介质板3-2下表面为十字正交的第五偶极子5-1和第六偶极子5-2，其上表面为耦合振子7；第一馈电网络8和第二馈电网络9印制在第三介质板3-3、第四介质板3-4、第五介质板3-5、第六介质板3-6、及第七介质板3-7的上表面；金属地10印制在第七介质板3-7的下表面。

第一偶极子4-1和第二偶极子4-2、第三偶极子5-1和第四偶极子5-2的每一个辐射臂均通过金属桥将左右两侧进行短路，改善其上的电流分布，从而改善偶极子的辐射特性。

第一馈电网络8包括第一微带巴伦8-1和第二微带巴伦8-2，第二馈电网络9包括第三微带巴伦9-1和第四微带巴伦9-2，用于对第一十字交叉偶极子4和第二十字交叉偶极子5进行耦合馈电，产生±45°方向上的双线极化波；第一耦合振子6、第二耦合振子7用于展宽二元天线阵的工作带宽，改善天线阵的辐射特性。

如图6所示为本发明实施例提供的基于塑胶电镀工艺的二元天线阵的辐射方向图，具体为第一馈电端口8-3和第二馈电端口9-3分别馈电时，二元阵在2GHz处的E面和H面辐射方向图。所述的基于塑胶电镀工艺的二元天线阵是一种用于移动通信的定向基站天线，具有良好的宽带特性和定向辐射特性。

本发明提出的基于塑胶电镀工艺的二元天线阵具有良好的电性能指标，采用耦合馈电方式以及耦合振子展宽了天线的工作带宽，实现了±45°方向的双线极化特性，同时采用塑胶电镀工艺进行二元阵的一体化设计避免了传统天线繁琐的装配过程，大大缩短了生产周期。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于塑胶电镀工艺的二元天线阵，其特征在于，所述基于塑胶电镀工艺的二元天线阵包括采用选择性塑胶电镀工艺印制在介质板上的天线单元、馈电网络。

2.如权利要求1所述的基于塑胶电镀工艺的二元天线阵，其特征在于，所述基于塑胶电镀工艺的二元天线阵进一步包括：十字正交的偶极子、耦合振子、馈电网络以及金属地。

3.如权利要求1所述的基于塑胶电镀工艺的二元天线阵，其特征在于，所述介质板包括第一介质板、第二介质板、第三介质板、第四介质板、第五介质板、第六介质板、第七介质板；

其中第一介质板、第二介质板和第七介质板水平放置，第三介质板、第四介质板垂直放置在第一介质板和第七介质板之间，第五介质板、第六介质板垂直放置在第二介质板和第七介质板之间，第三介质板、第四介质板相互正交，第五介质板、第六介质板相互正交。

4.如权利要求3所述的基于塑胶电镀工艺的二元天线阵，其特征在于，所述第一介质板下表面为第一偶极子和第二偶极子，上表面为第一耦合振子；第二介质板下表面为第三偶极子和第四偶极子，上表面为第二耦合振子；

第一偶极子与第二偶极子十字正交，第三偶极子与第四偶极子十字正交；

第一馈电网络和第二馈电网络印制在第三介质板、第四介质板、第五介质板、第六介质板、及第七介质板的上表面；

金属地印制在第七介质板的下表面。

5.如权利要求4所述的基于塑胶电镀工艺的二元天线阵，其特征在于，所述第一偶极子和第二偶极子、第三偶极子和第四偶极子的每一个辐射臂均通过金属桥将左右两侧进行短路。

6.如权利要求1所述的基于塑胶电镀工艺的二元天线阵，其特征在于，所述第一馈电网络包括第一微带巴伦和第二微带巴伦；第二馈电网络包括第三微带巴伦和第四微带巴伦，用于对第一偶极子、第二偶极子、第三偶极子、第四偶极子进行耦合馈电，产生±45°方向上的双线极化波；

耦合振子用于展宽二元天线阵的工作带宽。

7.一种使用权利要求1～6任意一项所述基于塑胶电镀工艺的二元天线阵的基站天线。

8.一种使用权利要求7所述基站天线的无线通信系统。