CN112701465B - 天线及其天线罩 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天线及其天线罩,所述天线罩其为一体成型结构,包括底罩和面罩;所述底罩与面罩包含同种基材;所述底罩为密实状;所述面罩适于透射天线辐射信号,包括两壁面及由该两壁面限定的壁中,自其壁中至其两壁面,由膨松状向密实状变化过渡。所述天线罩具有膨松结构,便于天线辐射信号,膨松结构由发泡引起的中空特征可减少信号的损失,提高天线辐射信号的透射率。
Description
技术领域
本发明属于通信天线领域,具体涉及一种天线罩及相关的天线。
背景技术
5G时代,基站天线以Massive MIMO有源天线、有源无源一体化天线和超多系统一体化无源天线为主流技术方向,其技术复杂性远超2G、3G、4G时代。对于基站天线系统中每一个子系统的辐射单元/阵列,其边界条件越来越繁杂,电性能设计的技术难度越来越大。
天线罩,是基站天线的重要组成部分,不仅保护天线装置的内部部件,其结构与材料的介电性能对天线信号的传输效率与传输质量有直接影响。
众所周知,天线罩相对于空气来说是光密媒质。天线的辐射单元向外辐射信号时,需要透过天线罩以向外辐射信号。因而,天线信号等电磁波信号辐射至天线罩时,必然在天线罩表面产生折射波和反射波等影响电磁波信号辐射的问题。
因此,天线罩的结构与材料的介电性能对天线信号的传输具有直接的影响。天线罩的介电常数越小,透射波的折射率也越小,对天线方向图参数影响越小;反射波越小,电磁波的反射损失也越小;介电损耗因子越小,对透射波的热损耗也越小。所以,在满足机械强度和耐候性的条件下,天线罩的介电常数和介电损耗因子越小越好。
但是,由于天线罩需要良好的机械强度以及制造工艺上的难度,现有的天线罩的罩壁为实心结构,实心结构的天线罩的介电常数和介电损耗因子较大,使得电磁波辐射损耗较大。同时,目前2G、3G、4G时代的天线罩大多采用玻璃钢和硬质聚氯乙烯以及其他复合材料制成,虽然能满足天线罩所需的机械性能与耐候性的要求,但是却难以兼顾低介电损耗等方面的要求。且,以上材料密度较大,进而使得天线罩的重量较大,最终导致天线整机更重,不便于安装。
同时,在多个天线系统同时工作时,特别是Massive MIMO有源天线,其热损耗使得天线部件所处的工作环境温度比2G、3G、4G时代高出很多,从而对天线罩的耐温性能提出了更高的要求。
CN103407018B号专利公告为部分解决上述的问题而提出的一种天线罩,虽然具有较低介电常数和较低介电损耗因子,但该天线罩为辐射面采用单层玻璃纤维中空织物胚料为主体,与树脂预浸得到的预浸料片材模压制得。玻璃纤维中空织物胚料位于所述辐射面的中部,通过中空织物以降低对天线辐射信号的阻挡,提升介电性能和降低介电损耗,但是通过玻璃纤维中空织物胚料与预浸料片材制得的天线罩结构不稳定,同时在玻璃纤维中空织物胚料与预浸料片材分界处还是会影响天线辐射信号的透射。此外,多种材料混合加工本身无论在成本还是工艺上都仍有提升的空间。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种电气性能良好且便于生产的天线罩。
本发明的次要目的在于提供与前述天线罩相适应的天线。
为满足本发明的首要目的,本发明采用如下技术方案:
适于本发明的首要目的而提供一种天线罩,其为一体成型结构,包括底罩和面罩;
所述底罩与面罩包含同种基材;
所述底罩为密实状;
所述面罩适于透射天线辐射信号,包括两壁面及由该两壁面限定的壁中,自其壁中至其两壁面,由膨松状向密实状变化过渡。
进一步的,所述面罩具有发泡特征,其结构变化决定于其发泡形成的泡粒的大小和/或密集度。
具体的,所述泡粒的大小和/或密集度自所述壁中至所述两壁面呈线性变化关系。
进一步的,所述面罩自其壁中至其任意一个壁面依次形成膨松部、过渡部以及致密部,所述膨松部的密度小于所述过渡部的密度,所述过渡部的密度小于所述致密部的密度。
具体的,所述膨松部、所述过渡部及所述致密部之间呈密度线性渐变过渡关系。
优选的,在所述面罩的横截面上,所述膨松部面积占比为30%-60%,所述过渡部面积占比为30%-40%,所述致密部的面积占比为10%-30%。
优选的,所述膨松部与所述过渡部具有发泡特征,所述膨松部的发泡率为30%-60%,所述过渡部的发泡率为20%-40%。
较佳的,所述面罩的整体密度为0.5g/cm3~0.80g/cm3,介电常数小于或等于2.00,介电损耗小于或等于0.003;所述底罩的整体密度大于1.05g/cm3。
进一步的,所述面罩与所述底罩之间相互融合,在融合接口处,所述面罩的膨松部与所述过渡部向所述底罩方向膨出。
优选的,所述膨松部与所述过渡部向所述底罩膨出部分呈密度渐增关系。
进一步的,所述致密部构成实心结皮,所述实心结皮的厚度为0.10~0.50mm。
较佳的,所述面罩与所述底罩之间相互融合,在融合接口处,所述底罩形成凹陷用于收纳所述面罩的膨出部分。
进一步的,所述融合接口处,所述凹陷呈U形,在所述凹陷所限定的空间内的材质呈膨松状。
较佳的,所述膨出部分自所述面罩至所述底罩方向呈密度线性渐变关系。
进一步的,所述面罩和所述底罩在所述天线罩的辐射分界线处相融合。
优选的,所述致密部的密度与所述底罩的密度相同。
较佳的,所述面罩和底罩的基材均为同种热塑性材料,其中,面罩的基材经过发泡剂发泡。
具体的,所述面罩和底罩的基材中添加有玻璃纤维。
优选的,所述热塑性材料优选树脂或树脂合金。
为满足本发明的次要目的,本发明采用如下技术方案:
适应于本发明的次要目的而提供一种天线,具有金属反射板和安装在金属反射板上的辐射单元,该天线还具有所述的天线罩,所述天线的金属反射板固定于所述天线罩的面罩与底罩所限定的空间内,所述面罩用于透射所述辐射单元的信号。
相对于现有技术,本发明的优势如下:
首先,本发明由天线罩的底罩和面罩的结构特征共同体现了天线罩的整体优点:一方面,所述面罩适于透射天线辐射信号,所述面罩自其壁中至其两壁面,呈膨松状向密实状变化过渡,膨松结构相对于密实结构提供了更佳的信号透射效果,使得面罩具有更强的信号透射性能,降低面罩的介电常数和介电损耗。所述两壁面呈密实状可形成结皮,有利于防护所述面罩受到外界环境的干扰,保证机械强度,避免所述两壁面之内的结构受到侵蚀。所以,面罩在保证信号透射性能的同时还可体现出更为稳定的机械性能。另一方面,作为一体成型件,在面罩获得这些优点的同时,底罩的优点也同时被确保——由于所述底罩被加工为密实状,具有更高的强度,确保天线罩适于施工装配。
其次,本发明对面罩的改进也带来了其他方面的优点:本发明的天线罩的底罩和面罩均在同种基材的基础上进行一体化成型,其中面罩一次成型便获得了整个面罩内部从膨松状向密实状变化过渡的效果,无多种材料、多个部件之间相互作用和干扰,因此,一方面,膨松所形成的类蜂窝状结构使得面罩的中空效果最大化,不仅能有效确保面罩的抗外力性能,降低天线罩整体密度和质量,还能有效隔热,提升天线罩的耐温性;另一方面,天线罩所用材料单一,有助于简化成型工艺,利于连续生产,必然降低天线罩的规模化生产成本。
此外,本发明的天线罩在取得低介电常数、低介电损耗、低密度、耐高温、机械性能良好等等诸多方面优点的基础上,更能满足5G通信条件下的天线的应用需求,特别是对于存在多阵列辐射单元的基于MIMO的天线而言,本发明的天线罩在这些天线上的应用,可以取得更加良好的综合表现。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本发明的天线罩的截面图,示出天线罩的横截面结构。
图2为本发明的天线的示意图,其中的天线罩被剖视,且示出天线内部结构。
图3为本发明的天线罩的面罩横截面的局部结构图,为图1中q部分放大图。
图4为本发明的天线罩的面罩与底罩的融合接口处的局部示意图,为图1中p部分放大图。
图5为本发明的天线安装于抱杆的状态下的示意图。
图6为本发明的天线加装了安装板后的后视图。
图7为本发明的天线罩模具的结构透视图,示出其整体内外部轮廓。
图8为图7所示天线罩模具的A-A方向截面示意图。
图9为本发明的天线罩模具的调节段的结构示意图,为图8中69部分放大图。
图10为图7所示天线罩模具的B-B方向截面示意图。
图11为图7所示天线罩模具的C-C方向截面示意图。
图12为利用本发明天线罩进行仿真对比时,第一组仿真组所呈现的水平面方向图。
图13为本发明的天线罩进行仿真对比时,第一组仿真组所呈现的垂直面方向图。
图14为本发明的天线罩进行仿真对比时,第一组仿真组所呈现的增益随频率的变化曲线图。
图15为本发明的天线罩进行仿真对比时,第二组仿真组所呈现的水平面方向图。
图16为本发明的天线罩进行仿真对比时,第二组仿真组所呈现的垂直面方向图。
图17为本发明的天线罩进行仿真对比时,第二组仿真组所呈现的增益随频率的变化曲线图。
图18为本发明的天线罩成型方法的典型实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的实例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是实例性的,仅用于解释本发明而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本领域技术人员对此应当知晓:本发明的各种实施例,虽然基于相同的概念而进行描述而使其彼此间呈现共通性,但是,除非特别说明,否则这些实施例都是可以独立实施的。同理,对于本发明所揭示的各个实施例而言,均基于同一发明构思而提出,因此,对于相同表述的概念,以及尽管概念表述不同但仅是为了方便而适当变换的概念,应被等同理解。
本发明公开的一种天线罩20,参见图1和图2,该天线罩20包括面罩21和底罩22。所述面罩21与所述底罩22一体成型。
参见图3,所述面罩21包括两壁面及由该两壁面限定的壁中,自其壁中至其两壁面,由膨松状向密实状变化过渡,这一变化过渡结构是因面罩21基材的发泡且在两壁面方向膨胀空间受限,最后又被加热定型所形成的。
面罩21的膨松部分形成的膨松结构主要由在面罩21内的气泡泡粒的大小和泡粒的密集度体现,理论上,泡粒越大,面罩21越膨松,反之越密实;泡粒越密集,面罩21越膨松,反之越密实。所述面罩21自其壁中向其任意一个壁面的方向,依气泡泡粒的大小和泡粒的密集度,依次分为膨松部23、过渡部24以及致密部25。所述膨松部23所具有的气泡的泡粒的大小和/或泡粒的密集度大于所述过渡部24所具有的气泡的泡粒的大小和/或泡粒的密集度,所述致密部25为实心结构,形成面罩21的结皮。
相应的,所述膨松部23的密度小于所述过渡部24的密度,所述过渡部24的密度小于所述致密部25的密度。故而,所述膨松部23、过渡部24以及致密部25依次致密化,面罩21内部由于发泡所导致膨松效果,呈现类蜂窝状结构,这种膨松效果可以有效避免阻挡信号的透射,提高面罩21整体的介电性能,且通过类蜂窝组织仍可加强材料自身的机械强度。进一步,所述致密部25形成了结皮的情况下,由于基本上无气泡,故而其机械强度在面罩21内部中最大化,便使面罩21获得良好的结构稳定性,利于维持面罩21的结构稳定。所述过渡部24为所述膨松部23与所述致密部25提供了自然过渡关系,避免面罩21内部从膨松向致密的骤变,均匀组织的面罩21内部结构可弱化面罩21内部应力,避免影响面罩21内部结构的稳定性。
一般情况下,由于自然发泡所致,所述面罩21的膨松部23、过渡部24以及致密部25之间的气泡泡粒的大小和/或密集度根据发泡特征不同而呈线性渐变过渡关系,即所述膨松部23、过渡部24以及致密部25之间呈密度线性渐变过渡关系,越接近壁面处,其气泡越小、越疏,其料材越多越密实至形成结皮;越接近壁中处,其气泡越大、越密,其料材越少、越疏。但是,在一些实施例中,由于一些额外干扰,例如发泡剂本身的作用或环境温度所致,可能导致这种过渡关系并不能保证严格的线性连贯,本领域技术人员应当理解,对于这种相对微观的结构,这样的差异仍应视为线性渐变过渡关系,而不影响本发明对其应有的保护范围的主张。
基于上述的理解,参阅图3,所述膨松部23、过渡部24以及致密部25之间的气泡泡粒的大小与密集度呈线性渐变过渡。但由于所述致密部25为实心结构,则所述气泡泡粒的大小与密集度主要在所述膨松部23与所述过渡部24之间体现。所述膨松部23由壁中向任意一个壁面方向,其气泡的泡粒的大小逐渐由大向小变化,所述泡粒的密集度逐渐由密集向稀疏变化。
部分经实测获得较佳性能的实施例中,所述面罩21的横截面上,所述膨松部23面积占所述面罩21横截面的30%-60%,所述过渡部24面积占所述面罩21横截面的30%-40%,所述致密部25占所述面罩21横截面的10%-30%。尽管本发明推荐按照此种比例关系生产相关产品,但不应将这些推荐方案用于限定本发明整个创造精神所涵盖的保护范围。
同理,在其他部分实施例中,推荐将所述致密部25形成的实心结皮的厚度控制在0.10~0.50mm范围内,能够兼容面罩21的机械性能和电气性能的平衡。
较佳的部分实施例中,所述面罩21的膨松部23与过渡部24中所具有的气泡由发泡剂发泡形成,所述膨松部23的发泡率为30%-60%,所述过渡部24的发泡率为20%-40%,由此同理可使所制备的天线罩20具有较佳的综合性能。
可以理解,面罩21因发泡而具有的发泡特征,在面罩21截面上大致可见其中空的类蜂窝结构,这种中空结构可以最小化对信号透射的阻碍,降低面罩21的介电常数和介电损耗因子,从而提升面罩21的介电性能。进一步,泡粒的大小和泡粒的密集度由所述壁中至所述两壁面呈线性变化关系,最终在两壁面处形成结皮,故而可以获得较强的机械结构性能,使得所述面罩21的结构具有稳定性,不易出现内部断裂。
所述底罩22为密实结构,即实心结构,无需发泡。所述底罩22与所述面罩21为一体成型制成,所述底罩22与所述面罩21之间相互融合,形成融合接口26,以使得所述底罩22与所述面罩21之间融合连接。
参见图4,在融合接口26处,所述面罩21的膨松部23与所述过渡部24向所述底罩22方向膨出。所述底罩22上形成大致呈“U”型的凹陷,该凹陷用于接收面罩21的膨出部分。因此,该凹陷所限定的空间内的膨出部分的材质也呈膨松状。由于面罩21向底罩22膨出,因此可以理解,所述膨出部分自所述面罩21至所述底罩22方向也必然呈密度线性渐变关系,具体表现为所述面罩21的膨松部23和所述过渡部24自所述面罩21与所述底罩22相接触处向所述底罩22方向延伸后,其气泡的泡粒大小逐渐缩小,泡粒的密集度逐渐稀疏,相应的,料材的密度越来越大。
所述面罩21与所述底罩22均由同种基材制成,基材可以是单纯的一种材料,例如树脂或树脂合金等,也可以多种材料复合而成,例如采用树脂/树脂合金加玻璃纤维等。一般情况下,底罩22与面罩21的基材可以完全相同,在一种特例中,适应底罩22对机械强度的特别需求,在保持与面罩21采用相同的基材的基础上,底罩22对应的基材中还可适当混入碳纤维之类的材料。由于面罩21在其壁面形成结皮,因此可以理解,所述面罩21的实心的致密部25与所述底罩22的密度相同或大致相同。
概括而言,所述面罩21与所述底罩22的基材主要选用热塑性材料,优选树脂和/或树脂合金,或者还可添加玻璃纤维,所述面罩21的基材在成型前混炼时添加发泡剂,以在成型过程中实现面罩21的发泡,所述发泡剂用于发泡形成所述天线罩20的面罩21的膨松结构。优选的,所述用于发泡的发泡剂为挥发性材料,只用于发泡形成所述面罩21的膨松结构,不对基材产生化学方面的影响。
具体的,所述面罩21与所述底罩22中的热塑性材料具体可选用ASA树脂、PC树脂、PMMA树脂合金、PP树脂以及ABS树脂合金之中的一种或多种组合。优选的可为:ASA树脂+PC树脂、ASA树脂+PMMA树脂合金、ASA树脂+ABS树脂合金、PC树脂合金+ABS树脂合金、PMMA树脂合金+ABS树脂合金、PMMA树脂合金+PC树脂、ASA树脂+PC树脂+PMMA树脂合金、ASA树脂+PC树脂+ABS树脂合金、ASA树脂+ABS树脂+PMMA树脂合金、ABS树脂合金+PC树脂合金+PMMA树脂合金、ASA树脂+PC树脂+PMMA树脂合金+ABS树脂合金等热塑性材料。上述材料本身均为低密度材料,可有效降低所述天线罩20的重量,便于在恶劣地形处运输与安装,同时上述材料也为耐候性强的材料,以便在恶劣环境下维持天线罩20的结构稳定性,尤其是耐高温性能。
进一步的,可在此基础上为基材添加适量紫外线吸收剂UV,以便使得通过以上材料制成的天线罩20不仅结构稳定,还可吸收紫外线,避免天线罩20氧化,延长其使用寿命。
进一步的,当天线罩20截面尺寸较大时,可选择在面罩21和底罩22的基材中添加适量的玻璃纤维,以提升所述天线罩20的整体的机械性能,例如强度、刚度以及硬度等。
优选的,在所述面罩21的基材中,所述热塑性材料占比为60%-100%,发泡剂占比为1%-40%,或还可包括占比为0%-40%的所述玻璃纤维。在所述底罩22的基材中所述热塑性材料占比为60%-100%,或还可包括占比为0%-40%所述玻璃纤维。
再进一步的,可将前述实施例中底罩22的基材中的玻璃纤维替换为碳纤维。由于碳纤维为半导体,在电磁环境下,可产生导体效果,即可在天线罩20的底罩22起到天线的金属反射板的作用,以提升信号透过面罩21向前辐射能力。
通过以上材料制成的天线罩20的介电常数与介电损耗因子远小于使用常规材料制成的天线罩20,以下为使用上述材料制成的天线罩20与使用常规材料制成的天线罩20的仿真对比。
本次仿真对比进行两次,使用Mc表示常规玻璃钢材料,使用Mx表示本申请所采用的材料。两种天线罩20中,使用Mc制成的天线罩20的罩厚为3mm,其介电常数为3.8,介电损耗因子为0.008;使用Mx制成的天线罩20的厚度为3mm,其介电常数为1.8,介电损耗因子为0.003。
通过仿真对比Mc与Mx两种外罩材料对天线辐射性能的影响;在2515MHz~2675MHz频段与3300MHz~3600MHz频段,取对应子频段内高、中、低3个频率点进行仿真对比,仅改变天线罩20的介电常数与损耗角正切值,仿真模型中的边界条件不做修改。分别选用工作在2515MHz~2675MHz频段的四端口65度定向板状天线(天线一)与3300MHz~3600MHz频段四端口65度电调天线(天线二)作为参考天线。
第一组仿真对比在2515MHz~2675MHz频段,使用天线一作为工作天线,仿真对比结果可参见图12的水平面方向图、图13的垂直面方向图以及图14的增益随频率的变化曲线图。
具体结果参见下表1:
表1:第一组仿真对比材料数据对比表
从表1中可以看出:Mx材料的天线罩20的面罩21垂直面3dB波宽变化小于或等于0.5度,水平面3dB波宽更收敛于65°,增益提高约0.1~0.19dBi,轴向交叉极化比和±60°交叉极化比较好。
第二组仿真对比在(3300~3600)MHz频段,使用天线二作为工作天线,仿真对比结果可参见图15的水平面方向图、图16的垂直面方向图以及图17的增益随频率的变化曲线图。
具体结果参见表2:
表2:第二组仿真对比材料数据对比表
从表2中可以看出,Mx材料的天线罩20的面罩21垂直面3dB波宽变化小于或等于0.3度,水平面3dB波宽更收敛于65°,Mx材料的天线罩20的增益相比提高了约0.2~0.3dBi,轴向交叉极化比相当,±60°交叉极化更好。
从两个表中可以看出,Mx材料相比Mc材料,主要是增益指标有变化,不同工作频段的天线变化值有一定的差异,2.6G频段增益提高了约0.1~0.19dB,3.5G频段提高约0.2~0.3dB,天线的垂直面波束宽度变化量≤0.5°,水平面半功率波束宽度收敛约4~7°。轴向交叉极化比以及±60°交叉极化有不同程度的提高。
Mx材料的天线罩20能改善水平面波束宽度,使其更加收敛,提高天线增益约0.2dB(不同型号的天线变化规律不一致,主要取决天线的边界条件),其它辐射指标不受恶化。
由此可知,使用本发明所公开的材料所制成的天线罩20的介电常数与介电损耗因子较使用常规材料制成的天线罩20的介电常数与介电损耗因子良好,可以提高信号的透射率。
请再参阅图1,所述天线罩20中,所述面罩21和所述底罩22以天线的辐射分界线为界,辐射分界线可由本领域技术人员根据具体应用的天线的条件灵活界定,例如,图1中虚设的01-03线可认为是所述辐射分界线。在经所述天线罩20的辐射分界线分界后,所述面罩21对应所述天线罩20的辐射面,例如,图1中的01-04-03部分可认为是对应所述辐射面;所述底罩22对应所述天线罩20的非辐射面,例如,图1中的01-02-03部分可认为是对应所述非辐射面。
所述天线罩20的面罩21对应天线的辐射方向,即辐射面。对于所述辐射面,所述辐射面的介电常数、介电损耗因子应尽量偏低,才能保证对天线信号的低损耗与高透波率,因而需要采用膨松结构。
本发明中,辐射面采用先进的发泡工艺,实现了发泡与结皮的结构形式,相比于中空玻璃微珠方式和3D中空材料,发泡工艺更均匀,提升了天线辐射性能的一致性。
本发明的辐射面的介电常数≤2.00,介电损耗因子≤0.003,真正实现了低介电、低损耗、高透波,有效降低了天线罩20对信号传输效率和传输质量的影响,大幅降低了天线设计难度。
所述天线罩20的底罩22对应天线的非辐射方向,即非辐射面。对应所述非辐射面,所述非辐射面不影响天线信号的辐射性能,不需要具有如同所述辐射面相同的辐射性能,但需要满足机械性能的要求,因而需要采用实心结构。
天线罩20的非辐射面采用实心结构,相比于采用中空玻璃微珠或发泡结构的辐射面,其强度更高、更稳定,使天线罩20整体强度得到了保障,实现了天线罩20整体高强度。
本发明较佳的实施例中,所述面罩的整体密度大于0.5g/cm3,所述底罩的密度大于1.05g/cm3,且所述天线罩20的整体密度小于或等于0.90g/cm3。
优选的,所述面罩21的整体密度为0.5g/cm3~0.80g/cm3,介电常数小于或等于2.00,介电损耗小于或等于0.003;所述底罩22的整体密度为1.05g/cm3~1.40g/cm3。因此,辐射面综合密度为0.50g/cm3~0.80g/cm3,非辐射面综合密度为1.05~1.40g/cm3,天线罩20整体综合密度可≤0.90g/cm3,实现了天线罩20整体低密度,为5G时代的天线轻量化创造条件。
所述天线罩20所采用的基材具有耐高温与耐候性等特点。天线罩20通过材料的耐高温特性,取得较好的耐高温性能,热变形温度可达110℃,完全满足有源产品或有源无源一体化产品发热量大的要求。天线罩20通过材料的耐候性特性,提升了天线的耐候性能,特别是耐紫外线性能优。因此,本发明对材料的选用所形成的天线罩20,有利于延长天线的使用寿命,可更好的起到保护天线的作用。
可见,与传统天线罩20相比,本发明所述天线罩20具有低介电、低损耗的特性。天线罩20可使5G天线平均增益提升0.2~0.3dB,提升了天线的覆盖范围。若要获得与传统天线罩20同样增益,则可降低输入功率约4.5~6.5%,由此而降低能耗。
在进一步的实施例中,所述天线罩20还包括天线安装结构,参见图2、图5与图6,所述天线安装结构包括上安装板27、下安装板28、上支架组件29、下支架组件30以及支撑座31。
所述上安装板27安装于所述底罩22的上端,所述下安装板28相对于所述上安装板27安装于所述底罩22的下端。所述上支架组件29与所述上安装板27连接,所述下支架组件30与所述下安装板28连接。所述上、下支架组件30的另一端分别与一抱杆34连接或其他固定结构连接。具体而言,所述上、下支架组件30为铰链结构。
所述上安装板27与所述下安装板28分别与所述支撑座31连接,所述支撑座31还用于与天线的反射板32固定连接以支撑反射板32,所述反射板32用于安装天线的辐射单元33。
本发明还公开了一种天线,该天线包括上述的天线罩20。
所述天线还包括反射板32与安装在所述反射板32上的辐射单元33,所述反射板32固定于所述天线罩20的面罩21与所述底罩22所限定的空间内,所述面罩21面向所述辐射单元33,用于透射所述辐射单元33所发射或接收的信号。所述反射板32与所述支撑座31连接固定。所述反射板32为金属材料制成。
本发明公开的一种天线罩模具60,用于制造如上所述的天线罩20。
参见图7与图8,所述天线罩模具60包括模头61与定型模62。
所述模头61包括模套63与模芯64,所述模芯64设置于所述模套63内,所述模芯64与所述模套63同轴套设。所述模套63与所述模芯64相配合以形成环状模腔,该环状模腔经注料后用于天线罩20的塑型。所述环状模腔包括上模腔65与下模腔66,所述上模腔65用于所述天线罩20的面罩21的成型,所述下模腔66用于所述天线罩20的底罩22的成型。
所述模头61还设有上注料通道67与下注料通道68,通过所述上注料通道67与上模腔65相连通以为所述上模腔65注料;通过所述下注料通道68与所述下模腔66相连通以为所述下模腔66注料。所述上注料通道67还包括设置于所述模套63上的上注料通道注入口79,通过所述上注料通道注入口79为所述上注料通道67进行注料;所述下注料通道68还包括设置于所述模套63上的下注料通道注入口80,通过所述上注料通道注入口79为所述下注料通道68进行注料。
在较佳的部分实施例中,所述天线罩模具60包括多个上注料通道67,该多个上注料通道67沿所述上模腔65均匀分布设置,均匀分布的多个上注料通道67可保持相对均匀地向所述上模腔65注料,因而,包含有发泡剂的料材被注入所述上模腔65后,便可以均匀地分布于所述上模腔65内。相应的,由于多个上注料通道67各设置有上注料通道注入口79,因此,各个上注料通道注入口79也同样均匀设置于对应所述上模腔65的模套63上。
本发明典型的实施例中,所述上注料通道67设置两个,因所述上模腔65在其横截面上呈对称结构,可以上模腔65的中轴线为界分为对称的左右两侧,两个上注料通道67于是分别设置在该中轴线的两侧,以使每个上注料通道67相应为其相应侧的上模腔65注料。由两个上注料通道67注入的料材可在上模腔65的中部自然完全融合连接,而向下模腔66方向处填料,通过适应的用量和速度控制,加上下注料通道68的同等控制的共同作用下,便可保证下模腔66主要由下注料通道68负责注料,上模腔65主要由上注料通道67注料,由上注料通道67与下注料通道68共同配合负责整个天线罩20的充足注料。需要指出的是,尽管本发明推荐按照此种结构设置上注料通道67,但不应将这一具体实施方案用于限定本发明整个创造精神所应涵盖的保护范围。
一般情况下,为使得所述上注料通道67可直接向上模腔65注料,所述上注料通道67自其上注料通道注入口79始以管道的形式径向贯穿所述模套63直通上模腔65,以便通过上注料通道67为同在模头61的上模腔65注料;为使得所述下注料通道68可直接向所述下模腔66注料,所述下注料通道68的注入口80开设在轴向上,以柱状或锥状管道的形式轴向贯通至由所述模套63与所述模芯64共同限定的环状模腔,以便通过下注料通道68为下模腔66注料。
继续参阅图8可知,所述上注料通道67的上注料通道注入口79的轴向与所述下注料通道68的下注料通道注入口80的轴向基本相互垂直,此举有助于避免通过所述上注料通道注入口79注入的料材与通过所述下注料通道68注入的料材相混合,辅之对注料的速度和流量的控制,可使两部分料材各司其职,分别用于填充所述的上模腔65和下模腔66。
所述上注料通道67与所述下注料通道68是相互连通的,通过所述上注料通道67为所述上模腔65注料的过程中,如注料速度不足时,理论上可通过下注料通道68为所述上注料通道67补充料材(上模腔65与下模腔66所注的料材相同时),以便通过此举补救尚未成型的模胚。
一般情况下,上注料通道注入口79的口径小于所述下注料通道注入口80的口径。在注料时,通过所述上注料通道注入口79注入的料材的压力与速度大于通过所述下注料通道注入口80注料的料材的压力与速度,使得当所述下注料通道68内的料材具有流入至所述上注料通道67的趋势时,将会被具有较大压力与速度的上注料通道注入口79注入的料材压下,进而使得所述下注料通道68中的料材不能进入至所述上注料通道67中,最终使得上模腔65与下模腔66的料材来源由不同通道分别负责提供。在实际生产过程中,两者的平衡可由施工人员根据天线罩20的辐射分界线的具体位置而灵活调节。
相应的,因所述上注料通道注入口79小于所述下注料通道注入口80,可以控制单位时间内注入到所述上注料通道67的料材较之注入所述下注料通道68的少,使得具有较大注入压力的流向上模腔65的料材不能进入到所述下模腔66中,由此实现环状模腔上、下两部分料材之间的所述的平衡。
所述模头61的模芯64包括相互连接的分流头70与塑型柱71。所述分流头70用于将通过所述下注料通道68注入料材分流至所述下模腔66内。所述塑型柱71用于与所述模套63相配合共同限定出所述环状模腔的上模腔65与下模腔66。
较佳的部分实施例中,所述分流头70的截面呈锥状,所述分流头70的锥底与所述塑型柱71连接。锥状的分流头70便于对通过所述下注料通道注入口80注入的料材进行分流,通过其锥面将自注入口进入的料材相对均匀地分散到其周边,使得料材可经分流头70分流后尽量均匀地分布至空间更宽广的下模腔66。锥状的分流头70的锥头正对所述下注料通道68的注入口,以便分流头70的锥面引导料材分流。
基于上述的揭示,可以进一步知晓,因上注料通道67与下注料通道68相连通,且下注料通道68位于与分流头70相对向的一侧,而上注料通道67又可直接向上模腔65注料,也就是说,在模具的挤出天线罩20的轴线挤出方向上,上注料通道67相对于下注料通道68更为靠后,因此,所述下注料通道68将在所述分流头70的分流路径后方与所述上注料通道67相连通,从而如前所述,在生产阶段,需要调节好上注料通道67和下注料通道68分别的加压/流速/流量,使上模腔65与下模腔66的用料实现合理平衡。
沿模具的轴向,上模腔65在该轴向的局部位置处,也就是上模腔65的料材行经通道上设有调节段69。参见图9,调节段69形成于所述模芯64与模套63之间,具体而言,调节段69可设置在模芯64的内壁和/或模套63的外壁上,在相应位置处设置凸台690,从而缩小上模腔65在凸台690相应位置处的料材通道空间。由于模芯64主要由其塑型柱71负责与模套63共同形成上模腔65,所以,当需要在模芯64设置所述的凸台690时,直接设置在塑型柱71处即可。凸台690的设置使得所述塑型柱71在相应位置处的径向尺寸稍微增大,或者使模套63在相应位置处的径向尺寸变小,以此自然使上模腔65的厚度(腔体厚度,简称腔厚)在相应位置处变小,从而起到缩小上模腔65的料材通道空间的效果。凸台690在轴向上的长度不宜大于整个上模腔65的轴向长度的一半,以便进入上模腔65的料材在经过凸台690限定的狭窄通道空间进入无凸台690的更大通道空间后,仍有足够的行程空间进行发泡。
经上注料通道67流入的料材流经调节段69时,调节段69的通道空间较之前料材流过的通道空间狭小,在外部注料压力的持续作用下,上注料通道67中的料流受到的压力不断变大,加之模头61内部温度偏低,使得料流在模头61内部的调节段69及之前无法发泡。但是,随着料材受压持续通过调节段69后,上模腔65的腔厚增大,料材通道空间更为宽敞,使得料流压力急剧降低,同时因经过调节段69后上模腔65后段温度逐渐升高(受定型模62加热辐射所致),这样,在升温和压力急剧释放的双重作用下,使得进入上模腔65后段的含有发泡剂的料材即刻开始发泡。
可见,调节段69的设置,对控制料材的发泡效果有一定调节作用。因此可通过灵活设置调节段69的凸台690的径向高度和/或轴向长度甚至通过调节其形状等,便可实现对料材的发泡时机和发泡效果产生有效影响,从而可适应不同发泡需求的天线罩20而提供个性化的模具。
所述模套63具体与所述模芯64的塑型柱71相配合以形成所述环状模腔,所述环状模腔可呈闭合矩形环腔、闭合圆形环腔、闭合椭圆形环腔或者类似所述闭合矩形环腔、闭合圆形环腔、闭合椭圆形环腔的腔体。基于上述描述,可以理解所述环状模腔的横截面为闭合矩形、闭合圆形或闭合椭圆形,或,所述环状模腔的横截面大致呈闭合矩形、闭合圆形或闭合椭圆形。
所述定型模62包括内模72与外模73,所述外模73与所述内模72相互配合限定出定型腔74,所述环状模腔的上模腔65与所述定型腔74相对应设置,通过所述上注料通道67注入所述上模腔65的料材,在所述上模腔65被挤出所形成的初步成型件,被持续推送进入所述定型腔74内,通过所述定型腔74进一步对该初步成型件加热而形成天线罩20的最终成型件。
所述外模73呈环状,所述外模73的内壁所限定的环状轮廓尺寸不小于所述模套63形成的环状模腔的外轮廓尺寸,所述内模72的外轮廓尺寸则不大于所述环状模腔的内轮廓尺寸,由此,由外模73与内模72共同限定出的定型腔74的整体腔体厚度便足以收纳从模头61的环状模腔出模的初步成型件。
可以理解,所述定型腔74的腔厚不小于所述上模腔65的腔厚,以便由定型腔74接收自所述上模腔65挤出的料材。较佳的,所述定型腔74的腔厚与所述上模腔65的腔厚相等,以便严格控制天线罩20的初步成型件与最终成型件之间的成型一致性。
为进一步节省材料,考虑到下模腔66对应部分的料材无需加热,因此,在横截面上,可将所述内模72的大小仅对应上模腔65的大小设置,而对应下模腔66部分则留空。这种情况下,内模72与外模73之间,在对应天线罩20的底罩22的下模腔66处,无需形成类似所述定型腔74的尺寸刚好收纳底罩22的腔体,由此,当对内模72进行加热时,其热量难以直接传导给底罩22而避免做无用功。
所述定型模62中,其内模72可与模头61相对固定安装,而其外模73可相对于所述模头61和所述内模72移动,以便在所述天线罩20最终成型后进行脱模。
所述天线罩20还包括温控组件,该温控组件包括设置于所述定型模62的内模72和/或外模73的温控油管75,所述温控油管75用于流通温控油以加热所述内模72和/或外模73,进而通过热传递加热进入定型腔74内的天线罩20初步成型件,同时也向上模腔65辐射热量以加速其中料材的发泡与成型。
参见图10与图11,所述温控油管75贯穿所述内模72的内部呈轴向设置,流经温控油管75的温控油可通过热传递的方式将温控油的热力传递至内模72,内模72再将其接收的热量传递、辐射至定型腔74和/或上模腔65内,以先后加热进入上模腔65和定型腔74的料材,在上模腔65中促进料材的发泡,在定型腔74中加速面罩21的成型。所述模套63上设有温控油入口76,参见图8,通过该温控油入口76可向所述温控油管75注入温控油。温控油管75自温控油入口76延伸至内模72,以向内模72引入温控油,以实现加热。
为使得定型腔74受热均匀,温控油管75均匀地整体贯穿布设于内模72内。同时为节约内模72空间与制造成本,设置一根温控油管75,该温控油管75先沿所述内模72的轴向延伸,之后折返沿反方向延伸,由此可均匀地加热所述内模72,进而均匀地加热所述定型腔74的料材。
变通的实施例中,所述温控油管75设置于所述外模73的内部或外部,所述温控油管75沿所述外模73的轴向设置,通过将流至所述温控油管75内的温控油的热量通过热传递的方式传递至所述定型腔74内实现加热所述定型腔74内的料材,可实现同等效果。
进一步变通的实施例中,还可同时在外模73与内模72中均设置所述的温控油管75,以便起到更强的加热效果。
基于上述的理解,可以了解到,本发明的温控油可以从外部输入至模具内为模具加热,温控组件可进一步包括输油管,所述输油管与所述温控油管75相连通,可通过输油管向所述温控油管75输入温控油,温控油管75内的温控油通过热传递的方式作用于所述定型腔74,并可在一定程度上辐射至所述上模腔65。
除了通过温控组件进行加热的实施方式,还可采用电加热组件的方式来实现同等效果。例如,部分实施例中,所述天线罩模具60还包括电加热组件,所述电加热组件包括发热元件,该发热元件用于对所述内模72和/或所述外模73加热以将热量通过热传递的方式传导至所述定型腔74甚至上模腔65。所述发热元件通过电力加热,所述发热元件同理可以设置所述内模72和/或外模73上。
较佳的,所述天线罩模具60还包括隔热垫77,参见图8,所述隔热垫77用于隔绝模芯64与内模72之间的直接热传递。所述隔热垫77呈片状,所述隔热垫77固定于所述模头61的模芯64的塑型柱71与定型模62的内模72之间,以阻断所述内模72朝所述塑型柱71直接传递热量,进而避免塑型柱71本身直接受热。
因此,所述内模72和/或所述外模73适宜采用优良的导热体,以便其适于传热,而将温控油管75的热量传递至所述定型腔74对天线罩20进行定型。而所述模芯64尤其是其中的塑型柱71则宜选用不良导热体,以避免直接热传递的方式对环状模腔中的料材过早产生影响。此外,如前所述,其中上模腔65中接收部分辐射的热量促使其中的料材发泡,则有助于天线罩20的成型。是故,这种选材与结构,是相对合理的设计。
相应的,所述天线罩模具60的模头61处还设置有支撑板78,所述支撑板78用于固定模头61,使得模头61可稳定地工作。
通过上述关于天线罩模具60的描述,本领域的技术人员应当了解到,通过所述天线罩模具60可制造出前述天线罩20。其中,所述天线罩20的环状模腔的上模腔65和/或定型腔74经注料后形成所述天线罩20的面罩21,所述环状模腔的下模腔66经注料形成所述天线罩20的底罩22。天线罩20分别从上注料通道67和下注料通道68注入相应的两部分料材,料材被推进至环状模腔,其中面罩21对应部分在环状模腔的上模腔65中,在调节段69的控制下适当发泡,后从环状模腔中出模,成为初步成型件,初步成型件随即进入定型腔74,其中的面罩21部分被加热进一步定型,而获得最终成型件。
可以理解,通过本发明的模具,可以由多注料通道共同注料,互相配合加工出一体成型的天线罩20,无需复杂的环节,一次便可成型,特别适于大规模量产,其规模效应是不言而喻的。
本发明的天线罩模具60还具有以下优点:
首先,本发明的天线罩模具60适用于注塑,可通过多个注料通道相互配合共挤成型,相对于模压成型,本发明的天线罩模具60更能兼容各种不同长度的天线罩20的统一生产,尤其适于生产较长的天线罩20,使天线罩20的长度不会受限于天线罩模具60的尺寸,即使天线罩20的轴向长度再长,也可生产出一体成型的天线罩20。另一方面,相对于用于模压成型的天线罩模具60,用于注塑的天线罩模具60还适于大规模的连续生产,以获得规模化经济效应。
其次,本发明的天线罩模具60包括用于成型天线罩20的环状模腔,环状模腔包括相互连通的上模腔65与下模腔66,可通过模头61上的上注料通道67向所述环状模腔的上模腔65注入料材,通过模头61上的下注料通道68向所述环状模腔的下模腔66的注入料材,以分别制造天线罩20具有不同结构的面罩21与底罩22,使得在同一模具上可在一体成型的基础上制造出内部结构不同的天线罩20,以便减少生产工具的使用,节省生产成本。
再次,本发明的天线罩模具60结构简单,便于生产加工,从而降低整体的天线罩20制造成本。同时,该天线罩模具60利用率高,从而降低生产天线罩20的边际成本。
本发明还公开一种天线罩成型方法,本天线罩成型方法适于以前述的天线罩模具60和相关料材为基础制造出前述的天线罩20。
参阅图18,本发明的一种天线罩成型方法的典型实施例中,其包括如下步骤:
步骤S11,预备两部分料材,其中第一部分料材含发泡剂,第二部分料材不添加发泡剂:
所述第一部分料材在混炼时添加发泡剂,用于制造所述天线罩20的面罩21;所述第二部分料材不添加发泡剂,用于制造所述天线罩20的底罩22。
所述第一部分料材与所述第二部分料材,除所述第一部分料材成型前在混炼时添加发泡剂外,其余的料材完全相同或大部分相同,以便一体成型的所述天线罩20的面罩21与底罩22之间因料材同一而利于高效选材和生产,且利于相互融合,维持天线罩20的面罩21与底罩22的相互融合处的结构稳定。
具体而言,第一部分料材与第二部分料材在加工阶段具有流体特性,第一部分料材与第二部分料材经天线罩模具60的塑型后制成天线罩20。关于第一部分料材与第二部分料材的具体选材的描述可参见上述关于天线罩20的基材的选材的描述,为节省篇幅,在此不再赘述。特别指出,第一部分料材相对于第二部分料材而言,在生产工艺中添加了用于发泡的发泡剂,在第一部分料材注入至天线罩模具60的上模腔65内或挤出至定型腔74时,第一部分料材中的发泡剂起发泡作用以使天线罩20形成膨松结构。
本步骤预备的两部分料材可以分别盛装于相关的料斗中,通过一个受控的注料机构(未图示)而进入模具的注料通道。可以理解,对该进料机构的控制将对进料的速度产生影响。这种注料机构可以采用常见的类型,不影响本发明的创造精神的实现。
步骤S12,按预设速度控制注料,经天线罩模具的上注料通道和下注料通道向该天线罩模具形成的环状模腔注入所述两部分料材,使所述两部分料材对应行经环状模腔的上模腔和下模腔,以形成天线罩初步定型件:
实现对注料速度的控制,可以通过控制所述的注料机构来实施,既可以人工控制,也可以由机器自动化控制,对于后者,预先设置好机器的运行程序和参数即可,对此,本领域技术人员根据本发明揭示的相关内容可以自行灵活实施。
将所述第一部分料材通过所述天线罩模具60的上注料通道67注入至所述环状模腔的上模腔65内以形成所述天线罩20的面罩21的初步定型件。与此同时将所述第二部分料材通过所述天线罩模具60的下注料通道68注入至所述环状模腔的下模腔66内以形成所述天线罩20的底罩22的初步定型件,所述面罩21的初步定型件与所述底罩22的初步定型件在上模腔65与下模腔66的分界处相互融合以形成所述天线罩20的初步定型件。
具体而言,设第一部分料材注入至上模腔65的速度为第一注料速度,按预设的第一注料速度将第一部分料材从上注料通道注入口79注入至所述上注料通道67,所述第一部分料材从所述上注料通道67流经所述调节段69后,流至所述上模腔65,待第一部分料材均匀地分布于上模腔65初步定型后,形成天线罩20的面罩21的初步定型件。
由于调节段69的通道空间小于其之前与之后的通道空间,使得当第一部分料材从上注料通道67流至调节段69时,使得第一部分料材的流通将受阻,且在外部注料压力的持续作用下,使得上注料通道67中的第一部分料材的压力不断加大,加之模头61的内部温度偏低,使得第一部分料材在上注料通道67中无法发泡。
在调节段69处,第一部分料材由于在调节段69的入口处积攒了压力,使得第一部分料材在进入调节段69后,第一部分料材的流速将增大,且第一部分料材的压力与温度均不变,使得第一部分料材在流经调节段69时,第一部分料材还是无法发泡。第一部分料材流过调节段69,便开始发泡,关于发泡过程将在后文揭示,此处暂且按下不表。当第一部分料材流过调节段69后,第一部分料材可均匀地分布于上模腔65中,初步凝固形成面罩21的初步定型件。
设第二部分料材注入至下模腔66的速度为第二注料速度,在向上模腔65注入第一部分料材的同时,还按预设的第二注料速度将所述第二部分料材从下注料通道注入口80注入至下注料通道68,在经分流头70的分流后,使得第二部分料材均匀地流至下模腔66内,由此,第二部分料材均匀地分布于下模腔66内,待初步凝固形成底罩22的初步定型件。
面罩21的初步定型件与底罩22的初步定型件在上模腔65与下模腔66的分界处相互融合,以形成天线罩20的初步定型件。
由于上模腔65与下模腔66分别通过上注料通道67、下注料通道68相应接收第一部分料材、第二部分料材,且两者根据天线罩20的电气性能的需求,需要在其所适用的天线的辐射分界线处进行所述的相互整合,因此,在实施本步骤时,无论是人工进料,还是机器进料,应当预先调节好所述的第一注料速度和第二注料速度,使第一部分料材不至于被挤进下模腔66,使第二部分料材不至于被挤进上模腔65,以便确保天线的面罩21与底罩22刚好在恰当的位置相互融合,当然,至于两者相互融合处的料材间出现交融则是属于正常的范围之内。
步骤S13,按预设温度控制发泡,在所述初步定型件行经天线罩模具的定型腔时,对由上模腔成型部分进行加热发泡:
两部分料材被持续朝整个环状模腔的方向推挤,在环状模腔内形成天线罩20的初步定型件后,便被挤出至定型模62内。
对于面罩21而言,第一部分料材在上模腔65内形成面罩21的初步定型件后,面罩21的初步定型件被挤出至定型腔74内,温度较高的定型腔74可以对面罩21的初步定型件进行加热发泡。
通过向温控组件的设置于内模72和/或外模73上的温控油管75注入温控油,温控油对内模72和/或外模73热传递加热,进而提高定型腔74的温度,使得挤出至定型腔74的面罩21的初步定型件受热,第一部分料材中的发泡剂受热后,急剧发泡,促进面罩21的膨松结构的成型。关于温控组件对定型腔74的具体加热方式,请参见上述天线罩模具60中关于温控组件的叙述,在此不再赘述。在另一个实施例中,可通过电加热组件对内模72和/或外模73加热。
相对而言,面罩21的初步定型件的第一部分料材与定型腔74的腔壁相接触部分,具有向定型腔74的腔壁膨胀外流的趋势,但受到腔壁的阻挡,使得该部分料材的压力急剧上升,两面发泡趋势被阻止。也即是说,第一部分料材的与定型腔74的腔壁相接触部分由于压力过大,而不能进行发泡,于是便在面罩21的两壁面处形成密实的结皮;而第一部分料材中不与定型腔74的腔壁相接触的部分料材(面罩21的初步定型件的位于两壁面之内的第一部分料材),在升温发泡而受压的作用下,料材中的发泡剂急剧发泡膨胀,于是形成膨松结构。
初步定型件在其壁中处的压力最小,使得该部分的料材受发泡剂发泡程度最高;第一部分料材在越靠近定型腔74的腔壁处其压力越大,使得该部分料材的发泡受阻程度也越大,于是发泡程度越来越低,发泡稀少甚至不能发泡。同时定型腔74的腔壁的温度相对空腔更高,在高温的影响下,自然会使第一部分料材在腔壁处形成结皮。由此形成的面罩21,自其壁中至其两壁面,由膨松状向密实状线性变化过渡。
初步成型件在进入定型腔74进行加热发泡之前,当其仍处于环状模腔之中时,便已经受定型腔74热辐射的影响,开始进行前期的发泡。具体而言,当所述第一部分料材流过了所述调节段69后,第一部分料材从狭窄的通道空间迅速进入更为宽敞的通道空间,其受压突然被释放而变小,在受压变小与通道空间变大的双重影响之下,其流速降低,在压力与流速均降低的作用下,第一部分料材中的发泡剂便发挥作用得以初步发泡。且,由于定型腔74与上模腔65相连通,当温控组件对定型腔74加热后,定型腔74的热量将辐射至上模腔65以对靠近定型腔74的第一部分料材进行加热,也便在某种程度上加速了第一部分料材在上模腔65中的发泡。因此,当初步成型件从环状模腔挤出到定型腔74时,其面罩21已经具备了初步的发泡特征。
与定型腔74两壁面产生发泡阻碍同理,在上模腔65中,上模腔65的腔壁也产生对第一部分料材的阻挡,使得靠近腔壁处的料材不能有效发泡,而对不靠近上模腔65的腔壁的料材进行发泡,从而有助于后续在定型腔74中形成两面结皮。
实践中,施工人员可以按需灵活设置温控组件的加热效果,以便通过控制定型腔74的加热温度来实现对最终发泡效果的调节,获得符合期望的参数要求的天线罩20制成品。
步骤S14,进行脱模,获得所述天线罩20的最终成型件:
不断朝前挤出至定型腔74的面罩21的初步定型件,在经过整个定型腔74的处理之后,发泡完成,并且迅速凝固成型,于是可以对其进行脱模,脱模所得即为天线罩20的最终成型件。至于天线罩20的轴向长度的确定,一种实施例中,可在进料侧决定,当满足给定长度的用料后,停止进料,将与所述模头61相固定接合的定型模62的外模73向远离所述模头61方向移动,便可进行脱模,将天线罩20的最终成型件取出便获得一个确定了长度的天线罩20;另一实施例中,进料侧持续注料生产,而在定型腔74之后,在天线罩20挤出方向的末端处,设置一个切割装置按照给定长度切割所述的最终成型件,由此获得一个个等长的天线罩20。
经过该成型工艺的处理,可以实现对天线罩20的高效生产,有利于降低天线罩20的生产成本,而且确保天线罩20获得预期较佳的电气性能。
本发明的天线罩20成型方法还具有以下优点:
首先,本发明的天线罩20成型方法,使用注塑成型的方法制造出一体成型的天线罩20,仅需适于注入的天线罩模具60,便可制造天线罩20。通过注塑的方式生成天线罩20,且对天线罩模具60的制约较小,可生产出大型的天线罩20。且,通过注塑的方式生产天线罩20,工艺简单,便于大规模的生产天线罩20,产生规模化效益,降低生产成本。
其次,本发明的天线罩成型方法,预备两部分料材,该两部分料材分为含有发泡剂的第一部分料材与不含发泡剂的第二部分料材,将所述第一部分料材通过天线罩模具60的上注料通道67注入至天线罩模具60的上模腔65,同时将所述第二部分料材通过所述天线罩模具60的下注料通道68注入至天线罩模具60的下模腔66,第一部分料材与第二部分料材在所述上模腔65与下模腔66的分界处相互融合,以形成所述天线罩20的初步定型件。之后,天线罩20的初步定型件挤出至模具的定型腔74中,控制定型腔74的温度,对天线罩20的初步定型件进行加热发泡以形成天线罩20的最终定型件,脱模取下天线罩20的最终成型件。通过以上描述,可知本发明的天线罩20成型方法的生产步骤简单,便于控制各个步骤,进而降低生产风险与生产成本,提升生产效益。
再次,通过本天线罩20成型方法,通过将天线罩20的面罩21的初步定型件挤出至定型腔74后,控制定型腔74的温度,面罩21的初步定型件加热,以促进第一部分料材的发泡,形成面罩21适于透射信号的结构。
本发明还公开一种成型控制装置,该成型控制装置包括控制单元,该控制单元用于控制天线罩20成型方法,以制造出所述天线罩20。所述控制单元控制并驱动相应的部件执行所述天线罩20成型方法,以制造出所述的天线罩20。所述进料机构(未图示)的注料速度的控制、所述温控组件的加热效果调节等,均可受控于该控制单元而进一步提高本装置的自动化程度。
本领域的技术人员通过本发明的揭示应当理解本发明天线罩20成型方法的工艺过程,使用天线罩模具60,将第一部分料材、第二部分料材分别注入上模腔65、下模腔66中,控制注入两部分料材的注入速度,进而形成天线罩20的初步定型件。当天线罩20的初步定型件挤出后,控制定型腔74的温度,天线罩20的面罩21的初步定型件进入定型腔74内进行加热发泡,以形成面罩21的最终成型件,进而完成天线罩20由初步定型件转换为最终成型件。本方法步骤简单,便于控制本方法的各个步骤,进而节省生产制造天线罩20的生产制造成本。
综上所述,本发明围绕天线罩的改进提出了一系列配套解决方案,适于全面为天线罩产业链提供必要的技术支持。
本技术领域技术人员可以理解,本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地,具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地,现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
以上所述仅是本发明的部分实施方式,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,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (20)
1.一种天线罩,其特征在于,其为一体成型结构,包括底罩和面罩;
所述底罩与面罩包含同种基材;
所述底罩为密实状;
所述面罩适于透射天线辐射信号,包括两壁面及由该两壁面限定的壁中,自其壁中至其两壁面,由膨松状向密实状变化过渡;
所述底罩与所述面罩以注塑成型的方法一体成型制成,通过天线罩模具中的多个注料通道相互配合共挤成型所述底罩与所述面罩,使所述底罩与所述面罩之间相互融合,形成融合接口,以使得所述底罩与所述面罩之间融合连接。
2.如权利要求1所述的天线罩,其特征在于,所述面罩具有发泡特征,其结构变化决定于其发泡形成的泡粒的大小和/或密集度。
3.如权利要求2所述的天线罩,其特征在于,所述泡粒的大小和/或密集度自所述壁中至所述两壁面呈线性变化关系。
4.如权利要求1所述的天线罩,其特征在于,所述面罩自其壁中至其任意一个壁面依次形成膨松部、过渡部以及致密部,所述膨松部的密度小于所述过渡部的密度,所述过渡部的密度小于所述致密部的密度。
5.如权利要求4所述的天线罩,其特征在于,所述膨松部、所述过渡部及所述致密部之间呈密度线性渐变过渡关系。
6.如权利要求4所述的天线罩,其特征在于,在所述面罩的横截面上,所述膨松部面积占比为30%-60%,所述过渡部面积占比为30%-40%,所述致密部的面积占比为10%-30%。
7.如权利要求4所述的天线罩,其特征在于,所述膨松部与所述过渡部具有发泡特征,所述膨松部的发泡率为30%-60%,所述过渡部的发泡率为20%-40%。
8.如权利要求4所述的天线罩,其特征在于,所述面罩的整体密度为0.3g/cm<sup>3</sup>~0.50g/cm<sup>3</sup>,介电常数小于或等于2.00,介电损耗小于或等于0.003;所述底罩的整体密度大于1.05 g/ cm<sup>3</sup>。
9.如权利要求4所述的天线罩,其特征在于,所述面罩与所述底罩之间相互融合,在融合接口处,所述面罩的膨松部与所述过渡部向所述底罩方向膨出。
10.如权利要求9所述的天线罩,其特征在于,所述膨松部与所述过渡部向所述底罩膨出部分呈密度渐增关系。
11.如权利要求4所述的天线罩,其特征在于,所述致密部构成实心结皮,所述实心结皮的厚度为0.10~0.50mm。
12.如权利要求1所述的天线罩,其特征在于,所述面罩与所述底罩之间相互融合,在融合接口处,所述底罩形成凹陷用于收纳所述面罩的膨出部分。
13.如权利要求12所述的天线罩,其特征在于,所述融合接口处,所述凹陷呈U形,在所述凹陷所限定的空间内的材质呈膨松状。
14.如权利要求13所述的天线罩,其特征在于,所述膨出部分自所述面罩至所述底罩方向呈密度线性渐变关系。
15.如权利要求1至14中任意一项所述的天线罩,其特征在于,所述面罩和所述底罩在所述天线罩的辐射分界线处相融合。
16.如权利要求4所述的天线罩,其特征在于,所述致密部的密度与所述底罩的密度相同。
17.如权利要求1至14中任意一项所述的天线罩,其特征在于,所述面罩和底罩的基材均为同种热塑性材料,其中,面罩的基材经过发泡剂发泡。
18.如权利要求17所述的天线罩,其特征在于,所述面罩和底罩的基材中添加有玻璃纤维。
19.如权利要求17所述的天线罩,其特征在于,所述热塑性材料为树脂或树脂合金。
20.一种天线,具有金属反射板和安装在金属反射板上的辐射单元,其特征在于,该天线还具有如权利要求1-19中任意一项所述的天线罩,所述天线的金属反射板固定于所述天线罩的面罩与底罩所限定的空间内,所述面罩用于透射所述辐射单元的信号。
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