CN109802224A - 一种小型天线以及小型天线和天线壳体的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种小型天线，包括壳体、天线线圈和顶盖，所述壳体为柱状，所述壳体前后贯穿，所述壳体前端开口的中心和后端开口的中心均在所述壳体的轴线上，所述天线线圈同轴设置于所述壳体表面，所述顶盖与所述壳体的前端盖接，所述顶盖与所述壳体的前端密封连接，本发明还公开小型天线和天线壳体的加工方法。本发明提供的小型天线及方法，可减小天线加工过程中的误差，精度高，实现天线小型化。

Description

一种小型天线以及小型天线和天线壳体的加工方法

技术领域

本发明涉天线及其加工方法，尤其涉及小型天线以及小型天线和天线壳体的加工方法。

背景技术

目前的天线产品主要为圆极化天线，柱体的主流产品直径Φ＝15mm以上，最小直径Φ＝13mm，长度在100mm以上，在卫星通信导航的终端设备上，譬如说卫星电话，需要细小的螺旋天线来实现，作为移动终端，尺寸越小越好，直径越细越好，而天线越细，长度就会越长，对于长度较长的天线，加工精度要求高，加工过程中，因为激光一次只能照射一个面且照射区域面积的限制，待加工的天线壳体需要旋转，用激光把产品分4次或者6次才能雕刻完成，天线壳体的顶端是封闭的，这样外露才可以防水，天线壳体的底端开口，用于安装治具，带动天线壳体以中心轴自转，天线壳体越长的话，转动过程中，离心力导致同轴就会存在问题，天线壳体顶端偏心严重，使得尺寸偏差而导致产品精度很差，产品性就不能保证，现有天线的壳体均单端开口，加工天线时壳体仅开口端固定，封闭端固定不便且固定于壳体外侧会阻挡镭雕时激光照射壳体。

发明内容

本发明旨在提供一种小型天线以及小型天线和天线壳体的加工方法，可减小天线加工过程中的误差，精度高，实现天线小型化。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明公开的小型天线，包括壳体、天线线圈和顶盖，所述壳体为柱状，所述壳体前后贯通，所述壳体前端开口的中心和后端开口的中心均在所述壳体的轴线上，所述天线线圈同轴设置于所述壳体表面，所述顶盖与所述壳体的前端密封连接。

本发明的有益效果是：壳体前后贯通，壳体前端开口的中心和后端开口的中心均在壳体的轴线上，便于在激光镭雕天线线圈时，同时固定壳体的前端和后端，使壳体的前端和后端同轴转动，减小单端固定时，另一端由于离心力产生的偏差；还便于内侧模具的前段和后段分别从壳体前端和后端同时拔出，拔出过程中，对壳体壁的力均匀，防止壳体壁厚不均，导致天线的几何中心不对称，以及等效介电系数因为壁厚不均而不均匀，降低天线辐射效能，顶盖封闭壳体前端，防水。

进一步的，所述壳体为圆柱状，所述壳体的外径小于10mm；或者所述壳体为多棱柱状，所述壳体径向截面的边长小于10mm。

采用上述进一步方案的有益效果是：现有柱状天线的主流产品直径均在13mm以上，壳体外径小，便于设置于各种终端产品，实现天线小型化。

进一步的，所述顶盖包括露出所述壳体前端的外露部和嵌入所述壳体前端的嵌入部，所述嵌入部外径小于所述壳体内径，所述外露部外径大于所述壳体内径，所述壳体前端设置有用于支撑所述顶盖的支撑凸起，所述支撑凸起设置于所述壳体内腔。

采用上述进一步方案的有益效果是：嵌入部嵌入壳体内腔，固定牢固，支撑凸起限制顶盖位置。

进一步的，还包括PCB板，所述PCB板设置于所述壳体后端的开口处，所述PCB板设置于所述壳体内腔，所述PCB板与所述天线线圈电连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：便于测试天线的辐射性能指标。

进一步的，所述壳体后端开口处设置有防止所述PCB板前移的限位凸起，所述限位凸起设置于所述壳体内腔。

采用上述进一步方案的有益效果是：限制PCB板的安装位置。

进一步的，所述天线线圈外附有保护层。

采用上述进一步方案的有益效果是：保护天线线圈。

本发明还公开了上述小型天线的壳体的加工方法，包括以下步骤：

注入胚料：向可制造所述壳体的模具内注入融化的胚料，所述模具包括用于加工所述壳体外部形状的外侧模具和用于加工所述壳体内部形状的内侧模具，所述内侧模具由前段和后段两段向中间抵接而成；

脱除内侧模具：待胚料在所述模具内冷却成型后，同步向前拉扯所述内侧模具的前段和向后拉扯所述内侧模具的后段，使所述内侧模具的前段和后段分别从所述壳体前端的开口和所述壳体后端的开口拔出；

脱除外侧模具：将所述外侧模具与所述壳体分离。

采用上述进一步方案的有益效果是：内侧模具由前段和后段抵接而成，壳体冷却成型后，内侧模具的前段和后段分别从壳体前端和后端的开口拔出，拔出过程中，壳体内壁受力均匀，防止内侧模具单侧拔出时，牵拉壳体内壁造成壳体厚度不均，导致天线的几何中心不对称，降低天线辐射效能。

本发明还公开了上述小型天线的加工方法，包括以下步骤：

加工壳体：加工前后贯通且两端开口的中心均在壳体的轴线上的所述壳体；

固定壳体：将所述壳体的前端和后端均与旋转轴相同的旋转体固定；

镭雕天线线圈：转动所述旋转体，同步带动所述壳体的前端和后端同轴转动，通过激光照射将天线线圈镭射到所述壳体外侧；

密封壳体前端：待所述天线线圈镭雕到所述壳体外侧后，将所述顶盖盖接于所述壳体的前端，使所述顶盖与所述壳体的前端密封连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：旋转体将壳体的前端和后端均固定，使壳体的前端和后端同步旋转，可以减小单独一端与旋转体固定时，另一端由于离心力产生的偏差，保证壳体在旋转过程中高度对称，使镭雕的天线线圈精度高，可制造出更细小的天线，利于天线小型化。

进一步的，在所述固定壳体步骤中，所述旋转体采用一根可贯穿所述壳体前端和后端的长治具，所述长治具的不同位置分别与所述壳体的前端和后端固定；或者所述旋转体包括2根同轴的短治具，2根所述的短治具分别与所述壳体的前端和后端固定。

采用上述进一步方案的有益效果是：结构简单，工具易得，可使壳体前后两端同步旋转。

进一步的，在所述镭雕天线线圈之后，还包括步骤：添附保护膜，在镭雕好的天线线圈表面添附保护膜。

采用上述进一步方案的有益效果是：保护天线线圈，延长天线使用寿命。

附图说明

图1为本发明示意图之一；

图2为本发明示意图之二；

图3为模具截面示意图；

图中：1-壳体、2-顶盖、21-外露部、22-嵌入部、3-天线线圈、4-限位凸起、5-PCB板、6-模具、61-外侧模具、62-内侧模具、621-前段、622-后段。

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，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。

如图1-图3所示，本发明公开的小型天线，包括壳体1、天线线圈3、顶盖2和PCB板5，壳体1为柱状，优选为圆柱或者正四棱柱，壳体1前后贯通，壳体1前端开口的中心和后端开口的中心均在壳体1的轴线上，壳体1外壁形成的柱面和内壁形成的柱面共轴，天线线圈3同轴设置于壳体1表面，天线线圈3呈螺旋形，顶盖2与壳体1的前端盖接，顶盖2与壳体1的前端密封连接，顶盖2包括露出壳体1前端的外露部21和嵌入壳体1前端的嵌入部22，嵌入部22外径小于壳体1内径，外露部21外径大于壳体1内径，壳体1前端设置有用于支撑顶盖2的支撑凸起，支撑凸起设置于壳体1内腔，PCB板5设置于壳体1后端的开口处，PCB板5设置于壳体1内腔，壳体1后端开口处设置有防止PCB板5前移的限位凸起4，限位凸起4设置于壳体1内腔，PCB板5与天线线圈3电连接，天线线圈3外附有保护层，可采用化镀或者喷涂的方法设置此保护层，壳体1可为圆柱状，壳体1为圆柱状时，外径小于10mm，壳体也可为多棱柱状，壳体为多棱柱状时，径向截面的边长小于10mm。

本发明还公开了上述小型天线的壳体的加工方法，包括以下步骤：

注入胚料：采用塑胶粒子射出成型的方法向可制造所述壳体1的模具6内注入融化的胚料，所述模具6包括用于加工所述壳体1外部形状的外侧模具61和用于加工所述壳体1内部形状的内侧模具62，外侧模具61为现有结构，所述内侧模具62在现有模具的基础上，从中间径向断开分为前段621和后段622，注入胚料时，前段621和后段622向中间抵接，外侧模具61和内侧模具62围成的空腔为前后贯通且两端开口的中心均在轴线上的柱形；

脱除内侧模具62：待胚料在所述模具6内冷却成型后，同步向前拉扯所述内侧模具62的前段621和向后拉扯所述内侧模具62的后段622，使所述内侧模具62的前段621和后段622分别从所述壳体1前端的开口和所述壳体1后端的开口拔出；

脱除外侧模具61：将所述外侧模具61与所述壳体1分离，外侧模具61分为上下两个部分，通过打开上下部分，使壳体1与外侧模具61分离。

内侧模具62由前段621和后段622抵接而成，壳体1冷却成型后，内侧模具62的前段621和后段622分别从壳体1前端和后端的开口拔出，拔出过程中，壳体1内壁受力均匀，防止内侧模具62单侧拔出时，牵拉壳体1内壁造成壳体1厚度不均，导致天线的几何中心不对称，降低天线辐射效能，优选内侧模具62的前段621和后段622长度相同。

本发明还公开了上述小型天线的加工方法，包括以下步骤：

加工壳体1：加工前后贯通且两端开口的中心均在壳体1的轴线上的壳体1，具体加工方法可采用上述小型天线的壳体的加工方法或者其他现有方法；

固定壳体1：将所述壳体1的前端和后端均与旋转轴相同的旋转体固定；

旋转体可采用一根可贯穿所述壳体1前端和后端的长治具，长治具的不同位置分别与所述壳体1的前端和后端固定；旋转体也可采用2根同轴的短治具，2根的短治具分别与壳体1的前端和后端固定。

镭雕天线线圈3：转动所述旋转体，同步带动所述壳体1的前端和后端同轴转动，保证了壳体1的前端和后端在旋转过程中部发生偏心移动，通过激光照射将天线线圈3镭射到所述壳体1外侧，壳体1旋转一周时间为2-5秒，优选为3秒；

密封壳体1前端：待所述天线线圈3镭雕到所述壳体1外侧后，将所述顶盖2盖接于所述壳体1的前端，使所述顶盖2与所述壳体1的前端密封连接，顶盖2和壳体1前端可采用超声波焊接或者粘接，采用超声波焊接时，所述嵌入部22与所述支撑凸起熔接在一起。

镭雕天线线圈3之后，还包括步骤：添附保护膜，在镭雕好的天线线圈3表面采用化镀或者喷涂的方法添附保护膜，添附保护膜时，优选在壳体1外表面和天线线圈3均添附，便于加工。

还包括步骤：焊接PCB板5，将PCB板5与天线线圈3电连接后，焊接于壳体1后端的内腔的限位凸起4处，PCB板5可以测试验证整个天线的辐射性能指标。

镭雕天线线圈3采用LDS激光镭射，通过固定激光，旋转壳体1来实现镭雕，现有单端固定壳体1加工的天线线圈3，由于远端离心力的作用，天线线圈3加工完成后精度在1mm左右，通过上述方法加工的天线线圈3，精度在±0.05mm。

由于壳体1单端固定时，远端的在离心力的作用下会晃动，壳体1旋转一圈需要10秒，通过上述小型天线的加工方法，壳体1两端均固定后可提高旋转体的转速，提高产品生产速度。

通过上述小型天线的加工方法，可加工出外径小于10mm或者径向截面的边长小于10mm且符合精度要求的天线，最小可加工出外径为9mm或者径向截面的边长为9mm且符合精度要求的天线。通过上述小型天线壳体的加工方法，解决了壳体几何中心对称问题后，再以上述小型天线的加工方法制作天线，可加工出外径为8mm或者径向截面的边长为8mm且符合精度要求的天线。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种小型天线，其特征在于：包括壳体(1)、天线线圈(3)和顶盖(2)，所述壳体(1)为柱状，所述壳体(1)前后贯通，所述壳体(1)前端开口的中心和后端开口的中心均在所述壳体(1)的轴线上，所述天线线圈(3)同轴设置于所述壳体(1)表面，所述顶盖(2)与所述壳体(1)的前端密封连接。

2.根据权利要求1所述的小型天线，其特征在于：所述壳体(1)为圆柱状，所述壳体(1)的外径小于10mm；或者所述壳体(1)为多棱柱状，所述壳体(1)径向截面的边长小于10mm。

3.根据权利要求1所述的小型天线，其特征在于：所述顶盖(2)包括露出所述壳体(1)前端的外露部(21)和嵌入所述壳体(1)前端的嵌入部(22)，所述嵌入部(22)外径小于所述壳体(1)内径，所述外露部(21)外径大于所述壳体(1)内径，所述壳体(1)前端设置有用于支撑所述顶盖(2)的支撑凸起，所述支撑凸起设置于所述壳体(1)内腔。

4.根据权利要求1-3任一项所述的小型天线，其特征在于：还包括PCB板(5)，所述PCB板(5)设置于所述壳体(1)后端的开口处，所述PCB板(5)设置于所述壳体(1)内腔，所述PCB板(5)与所述天线线圈(3)电连接。

5.根据权利要求4所述的小型天线，其特征在于：所述壳体(1)后端开口处设置有防止所述PCB板(5)前移的限位凸起(4)，所述限位凸起(4)设置于所述壳体(1)内腔。

6.根据权利要求1、2、3或5任一项所述的小型天线，其特征在于：所述天线线圈(3)外附有保护层。

7.如权利要求1-6任一项所述的小型天线的壳体的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

注入胚料：向可制造所述壳体(1)的模具(6)内注入融化的胚料，所述模具(6)包括用于加工所述壳体(1)外部形状的外侧模具(61)和用于加工所述壳体(1)内部形状的内侧模具(62)，所述内侧模具(62)由前段(621)和后段(622)向中间抵接而成；

脱除内侧模具(62)：待胚料在所述模具(6)内冷却成型后，同步向前拉扯所述内侧模具(62)的前段(621)和向后拉扯所述内侧模具(62)的后段(622)，使所述内侧模具(62)的前段(621)和后段(622)分别从所述壳体(1)前端的开口和所述壳体(1)后端的开口拔出；

脱除外侧模具(61)：将所述外侧模具(61)与所述壳体(1)分离。

8.如权利要求1-6任一项所述的小型天线的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

加工壳体(1)：加工前后贯通且两端开口的中心均在壳体(1)的轴线上的所述壳体(1)；

固定壳体(1)：将所述壳体(1)的前端和后端均与旋转轴相同的旋转体固定；

镭雕天线线圈(3)：转动所述旋转体，同步带动所述壳体(1)的前端和后端同轴转动，通过激光照射将天线线圈(3)镭射到所述壳体(1)外侧；

密封壳体前端：待所述天线线圈(3)镭雕到所述壳体(1)外侧后，将所述顶盖(2)盖接于所述壳体(1)的前端，使所述顶盖(2)与所述壳体(1)的前端密封连接。

9.根据权利要求8所述的小型天线的加工方法，其特征在于：在所述固定壳体(1)步骤中，所述旋转体采用一根可贯穿所述壳体(1)前端和后端的长治具，所述长治具的不同位置分别与所述壳体(1)的前端和后端固定；或者所述旋转体包括2根同轴的短治具，2根所述的短治具分别与所述壳体(1)的前端和后端固定。

10.根据权利要求8所述的小型天线的加工方法，其特征在于：在所述镭雕天线线圈(3)之后，还包括步骤：添附保护膜，在镭雕好的天线线圈(3)表面添附保护膜。