CN110783685B - 毫米波天线及毫米波天线制程设计 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种毫米波天线及毫米波天线制程设计，该毫米波天线包括基板，基板分为第一区域和第二区域，第一区域的基板厚度小于第二区域的基板厚度；基板上附着有天线，天线位于第一区域。通过上述方式，本发明提供的毫米波天线能够使附着天线的基板尽可能的薄，从而改变第一区域基板的介质结构，降低毫米波在传输过程中的能量损耗。

Description

毫米波天线及毫米波天线制程设计
技术领域
本发明属于天线的设计领域，特别涉及到一种毫米波天线及毫米波天线制程设计。
背景技术
随着第五代移动通信(5G)的到来，毫米波天线技术作为其核心技术之一越来越受到重视，在将来必然会应用到各种终端中(诸如手机，平板电脑，可移动穿戴设备等)。而相应天线的设计，在保证一定性能的前提下，尽可能的减小毫米波在传输过程中的能量损耗是必然的趋势。且在保证一定性能的前提下，降低毫米波天线板的制造成本也是必然趋势。因此，需要设计出一种既低成本又能有效的避免毫米波在传输过程中的能量损耗的毫米波天线板，以解决现有的毫米波天线板成本高昂、传输过程中损耗过多的问题。
发明内容
本发明主要提供一种毫米波天线及毫米波天线制程设计，以解决现有技术中毫米波在激发过程中能量损耗过多的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种毫米波天线，包括：基板，所述基板分为第一区域和第二区域，所述第一区域的基板厚度小于所述第二区域的基板厚度；所述基板上附着有天线，所述天线位于所述第一区域。
根据本发明提供的一实施方式，所述第一区域的基板的厚度为用以支撑所述毫米波天线的重量的最小厚度。
根据本发明提供的一实施方式，所述基板为FR-4材料。
根据本发明提供的一实施方式，所述基板包括第一FR-4基板和第二FR-4基板，所述第一FR-4基板与所述第二FR-4基板之间通过硬性PP粘合；所述第一FR-4基板镂空，镂空区域对应所述第一区域。
根据本发明提供的一实施方式，所述基板上附着有参考地，所述参考地位于所述第二区域。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种毫米波天线制程设计，所述制程设计包括：提供一基板，所述基板上附着天线；在所述基板上进行镂空处理，使得所述基板分为第一区域和第二区域，所述第一区域的基板厚度小于所述第二区域的基板厚度，且所述天线位于所述第一区域。
根据本发明提供的另一实施方式，所述基板为FR-4材料。
根据本发明提供的另一实施方式，所述提供一基板，所述基板上设置天线包括：提供第一FR-4基板；在所述第一FR-4基板上形成预刻孔。提供第二FR-4基板，在所述第二FR-4基板上附着天线；将所述第一FR-4基板和所述第二FR-4基板粘合；基于所述预刻孔对所述第一FR-4基板进行镂空处理，使所述第一FR4基板镂空，镂空区域对应所述第一区域。
根据本发明提供的另一实施方式，所述将所述第一FR-4基板和所述第二FR-4基板粘合，包括：对硬性PP做开口处理，开口对应所述预刻孔；将所述第一FR-4基板和所述第二FR-4基板通过硬性PP粘合。
根据本发明提供的另一实施方式，所述毫米波天线制程设计进一步包括：在基板上附着参考地，所述参考地位于所述第二区域。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供了一种毫米波天线及毫米波天线制程设计，该毫米波天线包括基板，基板分为第一区域和第二区域，第一区域的基板厚度小于第二区域的基板厚度；基板上附着有天线，天线位于第一区域。通过上述方式，本发明提供的天线置于镂空的基板上，从而改变了第一区域基板的介质结构，降低了毫米波在基板中传输时的能量损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：
图1是本发明提供的毫米波天线一实施方式截面示意图；
图2是本发明提供的毫米波天线一实施方式正面示意图；
图3是本发明提供的毫米波天线制程设计的流程示意图；
图4本发明提供的毫米波天线制造过程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请参阅图1，本发明提供一种毫米波天线10，该毫米波天线10包括了基板100，基板100分为第一区域120和第二区域140。
其中，第一区域120的基板厚度小于第二区域140的基板厚度，基板100上附着天线160，天线160位于第一区域120。
本实施例中毫米波天线10采用软硬结合板技术，通过对附着天线160的基板厚度进行设计，保证了附着天线160的基板镂空处的深度公差及基板镂空处表面的平整度，即可降低Df值，降低天线160在传输过程中的能量损耗。并且，本实施例附着天线160基板镂空的设计方式在保证毫米波天线10性能的同时，降低了基板100的材料成本。
具体地，本实施例中第一区域120的基板厚度小于第二区域140的基板厚度，使第一区域120的基板厚度足以支撑第一区域120上附着的天线160，第一区域120的基板厚度尽可能的小，可以达到最小的可以支撑附着天线160的厚度。附着天线160的第一区域120和第二区域的140的位置关系可以如图1所示，第一区域120在第二区域140的中间。在本实施例的另一种可能实现的方式中，第一区域120也可以设置在第二区域140的相对两边，在本实施例中不对第一区域120及第二区域140的位置关系作限定。
本实施例中的基板100可采用FR-4材料，FR-4也叫环氧玻纤布基板，是以环氧树脂作粘合剂，以电子级玻璃纤维布作增强材料的一类基板，FR-4的低成本和高量产实用性使其能够作为基板材料。当然也可以是其他材质，在本实施例中不作限定。
基板100包括第一FR-4基板200和第二FR-4基板300，第一FR-4基板200与第二FR-4基板300之间通过硬性PP400粘合，第一FR-4基板200镂空，镂空区域500对应第一区域120。镂空区域500的具体设置位置在此不作限定，镂空区域500可以设置在第二区域140的中间，也可以设置在第二区域140的两侧或者周侧，保证镂空区域500与第一区域120对应即可。且使得附着天线160的第一区域120上的基板尽可能薄，保证附着天线160的基板镂空处的深度公差及基板镂空处表面的平整度。由于镂空区域500的设置，改变了第一区域120的基板介质结构，从而降低第一区域120上附着天线160的传输损耗。
其中，第一FR-4基板200的对应第一区域120处的基板的厚度为用以支撑天线160的重量的最小厚度，保证第一区域120中附着天线160的基板的深度公差及基板表面的平整度。
而第二FR-4基板300的厚度本领域的技术人员可以由天线160应用的实际场景决定，在此不作限定。
粘合第一FR-4基板200与第二FR-4基板300的硬性PP 400是一种硬性的粘合剂，用于粘合第一FR-4基板200与第二FR-4基板300，使得第一FR-4基板200与第二FR-4基板300粘为一体，且不影响第一FR-4基板200与第二FR-4基板的性能。第一FR-4基板200远离第二FR-4基板300一侧可以设置接地材料，例如金属。本领域的技术人员可以根据第一区域120上具体附着的天线160性能决定是否进行接地设置，在此对接地设置不作限定。
请参阅图2，附着在第一区域120上的天线160可以为需要另外连接参考地的天线，例如patch天线；也可以是不需要另外连接参考地的天线，例如Dipole天线、Pifa天线或者Monopole天线等。具体地，附着在第一区域120上的天线160的具体形状也不作限定，天线160的形状可以是矩形、菱形等。附着在第一区域120的天线160可以以矩形设置在第一区域120的相对两侧或任意两侧，天线160处于相对两侧时，不需要一一对应。天线160的数量和摆放位置在本实施例中不作限制。
基板100上附着参考地180，参考地180位于第二区域140，参考地180通过馈路线与天线160建立联系，从而使天线160在基板中进行传输。
在本实施例中，该毫米波天线10包括基板100，基板100分为第一区域120和第二区域140，第一区域120的基板厚度小于第二区域140的基板厚度；基板100上附着有天线160，天线160位于第一区域120。通过将第一区域120的基板厚度设置成小于第二区域140的基板厚度，使第一区域120的基板厚度足以支撑天线160的重量的最小厚度，保证了附着天线160的基板镂空处的深度公差及基板镂空处表面的平整度。并且，第一区域120下方形成的镂空区域500，改变了第一区域120的基板介质结构，降低了第一区域120上附着天线160的传输损耗。同时将基板100由成本低和高量产实用性的FR-4材料组成，降低了毫米波天线10的制造成本。
本申请提出了一种毫米波天线10的制程设计，以得到上述毫米波天线10。其中，本实施例的毫米波天线以dipole天线等不需要另接参考地的天线为例，当然也可以为需要另接参考地的天线，例如patch天线，在本实施例中不对天线类型进行限定，本领域的技术人员可以根据实际应用场景进行选择。请参阅图3和图4，图3是本发明提供的毫米波天线制程设计的流程示意图，图4是本发明提供的毫米波天线制造过程的流程示意图。
本实施例毫米波天线制程设计包括以下步骤：
S101：提供一基板100，基板100上附着天线160。
S102：在基板100上进行镂空处理，使得基板100分为第一区域120和第二区域140，第一区域120的基板厚度小于第二区域140的基板厚度，且天线160位于第一区域120。
其中，再具体的实施例中，基板100采用FR-4材料，基板100包括第一FR-4基板200和第二FR-4基板300，采用软硬结合技术对基板100进行处理，从而得到附着天线160的镂空基板的流程如下，可参考图4。
S1：提供第一FR-4基板200；
具体地，对提供的第一FR-4基板200涂布感光膜，随后对感光膜进行曝光与显影。进而对曝光显影后的第一FR-4基板200进行蚀刻，从而蚀刻出线路，得到处理后的第一FR-4基板200。
S2：在第一FR-4基板200上形成预刻孔。
具体地，在具有线路的第一FR-4基板200上通过激光切割技术预留预刻孔，该预留的预刻孔可以为2个，当然也可以为多个，在此不作限定。其中，激光切割及将激光束照射到第一FR-4基板200表面时释放能量来融化并蒸发第一FR-4基板200需要切割部分的材料，从而得到带有预刻孔的第一FR-4基板200。
S3：提供第二FR-4基板300，在第二FR-4基板300上附着天线160。
具体地，在提供的第二FR-4基板300对应第一区域120的部分附着天线160。天线160可以设置在第二FR-4基板300对应第一区域120部分的相对两侧或者任意两侧，天线160处于相对两侧时，不需要一一对应，具体地天线160的设置位置及数量在本实施例中不作限制。
S4：对硬性PP 400做开口处理，开口对应预刻孔。
具体地，对硬性PP 400开口处理即对硬性PP 400进行激光切割，硬性PP 400具体地切割位置及尺寸和S2中第一FR-4基板200上开设的预刻孔位置及尺寸一致。硬性PP 400是一种粘合剂，主要由硬性塑料胶板组成，用于对制作的多层印制板进行粘合，在本实施例中对硬性PP 400的材料不作具体限制。
S5：将第一FR-4基板200和第二FR-4基板300通过硬性PP 400粘合。
将第一FR-4基板200、第二FR-4基板300及硬性PP 400粘合在一起，例如采用覆盖层部分层压法，基板100最外边的覆盖层只伸入到基板100中大约1/10的位置，在基板100上预留预刻孔，采用不流动的硬性PP 400粘结，因而结合能力很强，将第一FR-4基板200、所述第二FR-4基板300和硬性PP 400进行粘合。并对粘合后的毫米波天线10涂布感光膜，随后对感光膜进行曝光与显影，得到处理后的毫米波天线10。
S6：对处理后的毫米波天线10进行镂空处理。
具体地，依据S2中第一FR-4基板200上开设的预刻孔，采用激光切割的技术，对S5中处理后的毫米波天线10开设第一窗口，即为镂空区域500。镂空区域500可以设置在第二区域140之间，也可以设置在第二区域140的相对两侧，具体的镂空区域500的设置本领域的技术人员可以根据实际情况进行设置，保障镂空区域500上的第一区域120上附着天线160，且第一区域120足以支撑附着的天线160，以使得附着天线160的第一区域120足够薄，从而改变天线160的传输介质结构，降低天线160在传输过程中的能量损耗。
本实施例中，提供的第一FR-4基板200和第二FR-4基板300均采用FR-4材料，FR-4也叫环氧玻纤布基板，是以环氧树脂作粘合剂，以电子级玻璃纤维布作增强材料的一类基板，FR-4的低成本和高量产实用性使其能够作为基板材料。
第一FR-4基板200远离第二FR-4基板300一侧可以设置接地材料，例如金属。本领域的技术人员可以根据第一区域120上具体附着的天线160的具体性能决定，在此对接地设置不作限定。
基板100上附着参考地180，参考地180位于第二区域140，参考地180通过馈路线与天线160建立联系，从而使得天线160在基板中传输。
本实施例的毫米波制程设计，提供一基板100，基板100上附着天线160；在基板100上进行镂空处理，使得基板100分为第一区域120和第二区域140，第一区域120的基板厚度小于第二区域140的基板厚度，且天线160位于第一区域120。并采用软硬结合板技术对基板镂空区域500进行处理，减少基板100间的组装尺寸错误，保证了附着天线160的基板镂空处的深度公差及基板镂空处表面的平整度，即可降低Df值，降低天线160在传输过程中的能量损耗。并且采用FR-4材料作为基板材料，降低毫米波天线10的制造成本。将附着天线160的第一区域120设计得尽可能薄，以承受天线160的重量的最小厚度，既保证了基板镂空处的平整度也改变了第一区域120的基板介质结构，降低了第一区域120上附着天线160的传输损耗。并且，对第一FR-4基板200进行预切割，预留预刻孔，有利于粘合后的镂空处理，避免了传统的钻孔技术精度过低且面板不平整的问题。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种毫米波天线(10)，其特征在于，所述毫米波天线(10)包括基板(100)，所述基板(100)分为第一区域(120)和第二区域(140)，所述第一区域(120)的基板厚度小于所述第二区域(140)的基板厚度；所述基板(100)上附着有天线(160)，所述天线(160)位于所述第一区域(120)；
所述基板(100)包括第一FR-4基板(200)和第二FR-4基板(300)，所述第一FR-4基板(200)与所述第二FR-4基板(300)之间通过硬性PP(400)粘合；所述第一FR-4基板(200)镂空，镂空区域(500)对应所述第一区域(120)；所述天线附着于所述第二FR-4基板远离所述第一FR-4基板的一侧，所述第一FR-4基板远离所述第二FR-4基板一侧设置接地材料；
所述第一区域(120)的基板的厚度为用以支撑所述天线(160)的重量的最小厚度。
2.根据权利要求1所述的毫米波天线(10)，其特征在于，所述基板(100)为FR-4材料。
3.根据权利要求1所述的毫米波天线(10)，其特征在于，所述基板(100)上附着有参考地(180)，所述参考地(180)位于所述第二区域(140)。
4.一种毫米波天线(10)制程设计，其特征在于，所述毫米波天线(10)制程设计包括：
提供第一FR-4基板(200)；
在所述第一FR-4基板(200)上形成预刻孔；
提供第二FR-4基板(300)，在所述第二FR-4基板(300)上附着天线(160)；
对硬性PP(400)做开口处理，开口对应所述预刻孔；
将所述第一FR-4基板(200)和所述第二FR-4基板(300)通过硬性PP(400)粘合，以形成基板(100)；
基于所述预刻孔对所述第一FR-4基板(200)进行镂空处理，使所述第一FR4基板(200)镂空，进而使得所述基板(100)分为第一区域(120)和第二区域(140)，所述第一区域(120)的基板厚度小于所述第二区域(140)的基板厚度，且所述天线(160)位于所述第一区域(120)，镂空区域(500)对应所述第一区域(120)；所述天线附着于所述第二FR-4基板远离所述第一FR-4基板的一侧，所述第一FR-4基板远离所述第二FR-4基板一侧设置接地材料；
所述第一区域(120)的基板的厚度为用以支撑所述天线(160)的重量的最小厚度。
5.根据权利要求4所述的毫米波天线(10)制程设计，其特征在于，所述基板(100)为FR-4材料。
6.根据权利要求5所述的毫米波天线(10)制程设计，其特征在于，所述毫米波天线(10)制程设计进一步包括：
在基板(100)上附着参考地(180)，所述参考地(180)位于所述第二区域(140)。
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