CN111370856B - 一种波导缝隙天线的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种波导缝隙天线的制备方法，包括向放置有馈电体的模具内注入塑料介质；固化模具内的塑料介质以形成实心塑料介质天线本体；馈电体的一端暴露出实心塑料介质天线本体；在实心塑料介质天线本体表面设置包覆实心塑料介质天线本体的金属壁，以制成波导缝隙天线；金属壁与馈电体相互隔离，金属壁的预设位置设置有裸露实心塑料介质天线本体的辐射缝隙。通过金属壁包覆实心塑料介质的结构作为波导缝隙天线中电磁波传递的载体，而电磁波在塑料介质内传播的波长会明显小于电磁波在空气中的波长，从而实现波导缝隙天线体积的减少，而波导缝隙天线中辐射缝隙的位置、几何尺寸需要与传递电磁波辐射性能相对应，实现波导缝隙天线的辐射性能。

Description

一种波导缝隙天线的制备方法

技术领域

本发明涉及通信设备技术领域，特别是涉及一种波导缝隙天线的制备方法。

背景技术

在现阶段，随着移动通信技术的发展，多制式、多频段通信系统的融合使用，基站天馈面资源越发紧缺，对天线系统的多频段、小型化、轻量化设计也提出更高的要求。

最近十几年，随着对雷达抗干扰要求的提高，脉冲多普勒雷达的发展，在众多的移动通信设备当中，矩形波导缝隙阵天线在这些需要窄波束或赋性波束的微波通信和雷达系统中获得了广泛应用。特别是它具有体积小、重量轻、口径效率高、宽角副瓣低等特点，在机载雷达上为优选形式。波导上的缝隙随着其切割位置的不同构成了不同形式的缝隙。

随着对天线系统的多频段、小型化、轻量化更高的要求，如何提供一种更小型的波导缝隙天线是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种波导缝隙天线的制备方法，可以制备出具有更小的体积、重量的波导缝隙天线。

为解决上述技术问题，本发明提供一种波导缝隙天线的制备方法，包括：

向放置有馈电体的模具内注入塑料介质；

固化所述模具内的所述塑料介质以形成实心塑料介质天线本体；所述馈电体的一端暴露出所述实心塑料介质天线本体；

在所述实心塑料介质天线本体表面设置包覆所述实心塑料介质天线本体的金属壁，以制成所述波导缝隙天线；所述金属壁与所述馈电体相互隔离，所述金属壁的预设位置设置有裸露所述实心塑料介质天线本体的辐射缝隙。

可选的，所述在所述实心塑料介质天线本体表面设置包覆所述实心塑料介质天线本体的金属壁包括：

通过塑料电镀工艺在所述实心塑料介质天线本体表面电镀包覆所述实心塑料介质天线本体的金属壁。

可选的，所述在所述实心塑料介质天线本体表面设置包覆所述实心塑料介质天线本体的金属壁包括：

通过化学气相沉积工艺在所述实心塑料介质天线本体表面沉积包覆所述实心塑料介质天线本体的金属壁。

可选的，所述在所述实心塑料介质天线本体表面设置包覆所述实心塑料介质天线本体的金属壁包括：

通过物理气相沉积工艺在所述实心塑料介质天线本体表面沉积包覆所述实心塑料介质天线本体的金属壁。

可选的，所述向放置有馈电体的模具内注入塑料介质包括：

向放置有馈电体的模具内注入塑料介质；所述塑料介质为以PEI、PPO或PPS为基础材质的改性塑料。

可选的，所述在所述实心塑料介质天线本体表面设置包覆所述实心塑料介质天线本体的金属壁包括：

在所述实心塑料介质天线本体表面设置包覆所述实心塑料介质天线本体的金属壁；所述金属壁厚度的取值范围为10μm至20μm，包括端点值。

可选的，所述在所述实心塑料介质天线本体表面设置包覆所述实心塑料介质天线本体的金属壁包括：

在所述实心塑料介质天线本体表面的预设位置贴附掩膜；

在所述实心塑料介质天线本体表面设置覆盖所述掩膜的所述金属壁；

剥离所述掩膜以形成所述辐射缝隙。

可选的，所述在所述实心塑料介质天线本体表面的预设位置贴附掩膜包括：

在所述实心塑料介质天线本体表面的预设位置贴附多个掩膜；多个所述掩膜相互分离；

所述剥离所述掩膜以形成所述辐射缝隙包括：

剥离所述掩膜形成多个辐射缝隙，以形成辐射缝隙阵列。

本发明所提供的一种波导缝隙天线的制备方法，包括向放置有馈电体的模具内注入塑料介质；固化模具内的塑料介质以形成实心塑料介质天线本体；馈电体的一端暴露出实心塑料介质天线本体；在实心塑料介质天线本体表面设置包覆实心塑料介质天线本体的金属壁，以制成波导缝隙天线；金属壁与馈电体相互隔离，金属壁的预设位置设置有裸露实心塑料介质天线本体的辐射缝隙。通过金属壁包覆实心塑料介质的结构作为波导缝隙天线中电磁波传递的载体，而电磁波在塑料介质内传播的波长会明显小于电磁波在空气中的波长，而波导缝隙天线中辐射缝隙的位置需要与传递电磁波波长相对应，从而可以实现波导缝隙天线体积的减少；而波导缝隙天线中辐射缝隙的位置、几何尺寸需要与传递电磁波辐射性能相对应，实现波导缝隙天线的辐射性能。通过使用塑料介质表面镀金属的方式替代纯金属材质的波导缝隙天线，可以有效降低波导缝隙天线的重量以及用料成本。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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。

图1至图3为本发明实施例所提供的一种波导缝隙天线制备方法的工艺流程图；

图4至图6为本发明实施例所提供的一种具体的波导缝隙天线制备方法的工艺流程图；

图7为本发明实施例所提供的一种具体的波导缝隙天线的结构示意图。

图中：1.实心塑料介质天线本体、2.馈电体、3.金属壁、4.辐射缝隙、5.掩膜。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种波导缝隙天线的制备方法。在现有技术中，波导缝隙天线通常是纯金属材质，而电磁波会在波导缝隙天线内的空气中进行传播，这将导致现有技术中波导缝隙天线的体积较大，重量较重且成本较高。

而本发明实施例所提供的一种波导缝隙天线的制备方法，包括向放置有馈电体的模具内注入塑料介质；固化模具内的塑料介质以形成实心塑料介质天线本体；馈电体的一端暴露出实心塑料介质天线本体；在实心塑料介质天线本体表面设置包覆实心塑料介质天线本体的金属壁，以制成波导缝隙天线；金属壁与馈电体相互隔离，金属壁的预设位置设置有裸露实心塑料介质天线本体的辐射缝隙。通过金属壁包覆实心塑料介质的结构作为波导缝隙天线中电磁波传递的载体，而电磁波在塑料介质内传播的波长会明显小于电磁波在空气中的波长，而波导缝隙天线中辐射缝隙的位置需要与传递电磁波波长相对应，从而可以实现波导缝隙天线体积的减少；而波导缝隙天线中辐射缝隙的位置、几何尺寸需要与传递电磁波辐射性能相对应，实现波导缝隙天线的辐射性能。通过使用塑料介质表面镀金属的方式替代纯金属材质的波导缝隙天线，可以有效降低波导缝隙天线的重量以及用料成本。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

请参考图1至图3，图1至图3为本发明实施例所提供的一种波导缝隙天线制备方法的工艺流程图。

参见图1，在本发明实施例中，波导缝隙天线的制备方法包括：

S101：向放置有馈电体的模具内注入塑料介质。

在本发明实施例中，会预先制作好对应波导缝隙天线总体结构的模具。而在本步骤中，会向模具内注入塑料介质，以便再后续步骤中制备出用于传递电磁波的实心塑料介质天线本体1。具体的，在本发明实施例中，会同时在模具内放置馈电体2，使得馈电体2与实心塑料介质天线本体1可以一体化成型，并且在馈电体2与实心塑料介质天线本体1之间不留有缝隙，保证电磁波在实心塑料介质天线本体1内传输，以避免波导缝隙天线内电磁波传递速度不均匀。

有关实心塑料介质天线本体1的形状可以参考现有技术中波导缝隙天线的形状，在本发明实施例中不做具体限定。

具体的，上述塑料介质可以为具有耐高温、稳定介电常数的以PEI或PPO、PPS为基础材质的改性塑料。即上述实心塑料介质天线本体1的材质可以为以PEI、PPO或PPS为基础材质的改性塑料。当然，在本发明实施例中也可以选用其他塑料介质来制作实心塑料介质天线本体1，在本发明实施例中不做具体限定。

S102：固化模具内的塑料介质以形成实心塑料介质天线本体。

参见图2，在本发明实施例中，所述馈电体2的一端暴露出所述实心塑料介质天线本体1。

在本步骤中，会将模具内填充的塑料介质进行固化，以形成实心塑料介质天线本体1，同时该实心塑料介质天线本体1，同时该实心塑料介质天线本体1内嵌有馈电体2。有关塑料介质固化的具体工艺可以参考现有技术，在此不再进行赘述。上述馈电体2用于引导电磁波进出波导缝隙天线，并与馈电网络连接。有关馈电体2的具体结构可以参考现有技术，在此不再进行赘述。上述馈电体2的一端通常需要裸露于实心塑料介质天线本体1表面，以保证波导缝隙天线可以连接进入馈电网络。在本发明实施例中，通常具体选用T型结构的馈电体2。

S103：在实心塑料介质天线本体表面设置包覆实心塑料介质天线本体的金属壁，以制成波导缝隙天线。

参见图3，在本发明实施例中，所述金属壁3与所述馈电体2相互隔离，所述金属壁3的预设位置设置有裸露所述实心塑料介质天线本体1的辐射缝隙4。

在本步骤中，会在实心塑料介质天线本体1表面设置包覆实心塑料介质天线本体1的金属壁3，以构造出波导腔，该金属壁3可以在使用过程中限制电磁波的传输范围，使得电磁波仅仅能在实心塑料介质天线本体1内传播。有关金属壁3的具体材质可以参考现有技术中纯金属波导缝隙天线的材质，在本发明实施例中不做具体限定。

具体的，在本发明实施例中，上述金属壁3厚度的取值范围通常为10μm至20μm，包括端点值。将金属壁3的厚度限制在上述范围内，可以在有效限制电磁波传输范围的同时，保证波导缝隙天线足够的轻量化。当然，在本发明实施例中对于金属壁3厚度的取值范围并不做具体限定，视具体情况而定。

在本发明实施例中，金属壁3与所述馈电体2相互隔离，所述金属壁3的预设位置设置有裸露所述实心塑料介质天线本体1的辐射缝隙4。将金属壁3与馈电体2相互隔离可以保证有馈电体2接收的电磁波可以在实心塑料介质天线本体1内传播。上述在实心塑料介质天线本体1内传播的电磁波会从辐射缝隙4处射出波导缝隙天线，而外界的电磁波也可以经过该辐射缝隙4进入波导缝隙天线。上述辐射缝隙4的位置与实心塑料介质天线本体1内传播的电磁波波长相关，有关辐射缝隙4形状的具体参数，以及波导缝隙天线整体形状的参数，需要根据实际情况根据电气仿真模型确定，在本发明实施例中不做具体限定。

在本发明实施例中，电磁波在实心塑料介质天线本体1内传播时的波长可以由下式得出：

λg＝λ0/(ε_r×μ)^1/2；

其中λg为电磁波在实心塑料介质天线本体1内传播的波长，λ0为电磁波在空气中传播的波长，ε_r为所使用塑料介质的相对介电常数，μ为所使用塑料介质的磁导率。由于电磁波的频率一致，相比于在空气中传输，电磁波在塑料介质中传输时的波长更短。而波导缝隙天线整体形状的参数与其内传输电磁波波长相关，所以使电磁波传输时的波长更短可以使波导缝隙天线整体形状更加小型化。

在本步骤中，具体提供三种设置金属壁3的方法。第一种：通过塑料电镀工艺设置金属壁3。相应的本步骤可以具体为：通过塑料电镀工艺在所述实心塑料介质天线本体1表面电镀包覆所述实心塑料介质天线本体1的金属壁3。有关塑料电镀工艺的具体内容请参考现有技术，在此不再进行赘述。

第二种：通过化学气相沉积工艺设置金属壁3。相应的本步骤可以具体为：通过化学气相沉积工艺在所述实心塑料介质天线本体1表面沉积包覆所述实心塑料介质天线本体1的金属壁3。有关化学气相沉积工艺的具体内容请参考现有技术，在此不再进行赘述。

第三种：通过物理气相沉积工艺设置金属壁3。相应的本步骤可以具体为：通过物理气相沉积工艺在所述实心塑料介质天线本体1表面沉积包覆所述实心塑料介质天线本体1的金属壁3。有关物理气相沉积工艺的具体内容请参考现有技术，在此不再进行赘述。

具体的，在本发明实施例中，所述实心塑料介质天线本体1可以呈长方体，长方体结构的实心塑料介质天线本体1便于进行电气仿真，从而便于波导缝隙天线的制作。进一步的，在本发明实施例中，所述金属壁3至少包覆所述实心塑料介质天线本体1的四个长边。此时，馈电体2通常只能从实心塑料介质天线本体1的侧面，沿实心塑料介质天线本体1长边方向嵌入实心塑料介质天线本体1，从而使得电磁波在实心塑料介质天线本体1内通常是沿实心塑料介质天线本体1长边方向传播。具体的，在本发明实施例中，所述馈电体2沿所述实心塑料介质天线本体1长边方向的投影位于所述实心塑料介质天线本体1侧面中心，以便于工作状态时电磁波在实心塑料介质天线本体1内的稳定分布。

有关辐射缝隙4具体的设置工艺将在下述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。

本发明实施例所提供的一种波导缝隙天线的制备方法，包括向放置有馈电体2的模具内注入塑料介质；固化模具内的塑料介质以形成实心塑料介质天线本体1；馈电体2的一端暴露出实心塑料介质天线本体1；在实心塑料介质天线本体1表面设置包覆实心塑料介质天线本体1的金属壁3，以制成波导缝隙天线；金属壁3与馈电体2相互隔离，金属壁3的预设位置设置有裸露实心塑料介质天线本体1的辐射缝隙4。通过金属壁3包覆实心塑料介质的结构作为波导缝隙天线中电磁波传递的载体，而电磁波在塑料介质内传播的波长会明显小于电磁波在空气中的波长，而波导缝隙天线中辐射缝隙4的位置需要与传递电磁波波长相对应，从而可以实现波导缝隙天线体积的减少；而波导缝隙天线中辐射缝隙的位置、几何尺寸需要与传递电磁波辐射性能相对应，实现波导缝隙天线的辐射性能。通过使用塑料介质表面镀金属的方式替代纯金属材质的波导缝隙天线，可以有效降低波导缝隙天线的重量以及用料成本。

有关本发明所提供的一种波导缝隙天线制备方法的具体内容将在下述发明实施例中做详细介绍。

请参考图4至图7，图4至图6为本发明实施例所提供的一种具体的波导缝隙天线制备方法的工艺流程图；图7为本发明实施例所提供的一种具体的波导缝隙天线的结构示意图。

参见图4，在本发明实施例中，波导缝隙天线的制备方法包括：

S201：向放置有馈电体的模具内注入塑料介质。

S202：固化模具内的塑料介质以形成实心塑料介质天线本体。

上述S201至S202与上述发明实施例中S101至S102基本一致，详细内容请参考上述发明实施例，在此不再进行赘述。

S203：在实心塑料介质天线本体表面的预设位置贴附掩膜。

参见图5，在本步骤中，贴附掩膜5的预设位置即波导缝隙天线中需要设置辐射缝隙4的位置，该掩膜5的形状通常需要与辐射缝隙4的形状相对应。为了便于后续步骤中将掩膜5剥离实心塑料介质天线本体1，该掩膜5的厚度通常需要大于后续步骤中设置金属壁3的厚度。有关掩膜5的具体材质可以参考现有技术，在此不再进行具体限定。

需要说明的是，在波导缝隙天线中通常会会设置多个辐射缝隙4，从而构成波导缝隙天线阵列，便于电磁波的收发。有关多个辐射缝隙4之间排列位置的具体条件或标准可以参考现有技术，在此不再进行赘述。在本步骤中，可以在所述实心塑料介质天线本体1表面的预设位置贴附多个掩膜5，以便在后续步骤中制备多个辐射缝隙4，相应的，该多个掩膜5需要相互分离。

S204：在实心塑料介质天线本体表面设置覆盖掩膜的金属壁。

参见图6，有关设置金属壁3的具体工艺已在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。在本步骤中，会设置覆盖掩膜5的金属壁3，需要说明的是，此时金属壁3中还没有形成辐射缝隙4。

S205：剥离掩膜以形成辐射缝隙。

参见图7，在本步骤中，会剥离掩膜5，从而在金属壁3中形成裸露实心塑料介质天线本体1的辐射缝隙4。具体的，当在实心塑料介质天线本体1表面贴附多个掩膜5时，本步骤会具体为剥离所述掩膜5形成多个辐射缝隙4，以形成辐射缝隙阵列。

本发明实施例所提供的一种波导缝隙天线的制备方法，通过掩膜5的设置可以方便的设置辐射缝隙4，从而方便的制备波导缝隙天线。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种波导缝隙天线的制备方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种波导缝隙天线的制备方法，其特征在于，包括：

向放置有馈电体的模具内注入塑料介质；

固化所述模具内的所述塑料介质以形成实心塑料介质天线本体；所述馈电体的一端暴露出所述实心塑料介质天线本体；

在所述实心塑料介质天线本体表面设置包覆所述实心塑料介质天线本体的金属壁，以制成所述波导缝隙天线；所述金属壁与所述馈电体相互隔离，所述金属壁的预设位置设置有裸露所述实心塑料介质天线本体的辐射缝隙；

所述馈电体与所述实心塑料介质天线本体一体化成型，在所述馈电体与所述实心塑料介质天线本体之间不留有缝隙。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述实心塑料介质天线本体表面设置包覆所述实心塑料介质天线本体的金属壁包括：

通过塑料电镀工艺在所述实心塑料介质天线本体表面电镀包覆所述实心塑料介质天线本体的金属壁。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述实心塑料介质天线本体表面设置包覆所述实心塑料介质天线本体的金属壁包括：

通过化学气相沉积工艺在所述实心塑料介质天线本体表面沉积包覆所述实心塑料介质天线本体的金属壁。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述实心塑料介质天线本体表面设置包覆所述实心塑料介质天线本体的金属壁包括：

通过物理气相沉积工艺在所述实心塑料介质天线本体表面沉积包覆所述实心塑料介质天线本体的金属壁。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向放置有馈电体的模具内注入塑料介质包括：

向放置有馈电体的模具内注入塑料介质；所述塑料介质为以PEI、PPO或PPS为基础材质的改性塑料。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在所述实心塑料介质天线本体表面设置包覆所述实心塑料介质天线本体的金属壁包括：

在所述实心塑料介质天线本体表面设置包覆所述实心塑料介质天线本体的金属壁；所述金属壁厚度的取值范围为10μm至20μm，包括端点值。

7.根据权利要求1至6任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述在所述实心塑料介质天线本体表面设置包覆所述实心塑料介质天线本体的金属壁包括：

在所述实心塑料介质天线本体表面的预设位置贴附掩膜；

在所述实心塑料介质天线本体表面设置覆盖所述掩膜的所述金属壁；

剥离所述掩膜以形成所述辐射缝隙。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述在所述实心塑料介质天线本体表面的预设位置贴附掩膜包括：

在所述实心塑料介质天线本体表面的预设位置贴附多个掩膜；多个所述掩膜相互分离；

所述剥离所述掩膜以形成所述辐射缝隙包括：

剥离所述掩膜形成多个辐射缝隙，以形成辐射缝隙阵列。

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