CN114389021B - 具有导电颗粒的塑料空气波导天线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于具有导电颗粒的塑料空气波导天线的技术和设备。所述天线包括由嵌有导电颗粒的树脂制成的天线本体，该天线本体的表面，该表面包括没有导电颗粒或具有较少导电颗粒的树脂层，以及波导结构。波导结构可以由嵌入的导电颗粒在其上暴露的表面的部分制成。波导结构可以作为天线本体的部分模制，或者使用激光切割成天线本体，这也会使导电颗粒暴露。如果波导被模制成天线本体的部分，则导电颗粒可以通过蚀刻工艺或使用激光暴露出来。这样，所述设备和技术能够减轻重量，改善增益和相位控制，提高高温性能，并至少避免一些气相沉积电镀操作。

Description

具有导电颗粒的塑料空气波导天线
背景技术
雷达系统使用电磁信号来探测和跟踪物体。电磁信号使用一个或多个天线进行发射和接收。天线可以用增益、波束宽度来表征，或者更具体地，用天线图案来表征，天线图案根据方向来衡量天线增益。天线阵列使用多个天线元件来提供比使用单个天线元件所能实现的更高的增益和指向性。在接收中，来自单个元件的信号与适当的相位和加权振幅相结合，以提供期望的天线图案或天线模式。天线阵列也用于在各元件之间传输、分配信号功率，并使用适当的相位和加权振幅来提供期望的天线图案。
在一些构造中，雷达系统包括具有金属贴片天线元件的电路板，金属贴片天线元件通过蚀刻铜迹线连接。在这些构造中，驱动和控制雷达系统的集成电路封装被焊接到在与天线相同侧上的电路板。这意味着主要的散热路径行进通过焊料到达电路板，这可能会限制雷达系统的热操作范围。这种天线构造还可以在至少两个其它方面限制其使用。第一，即使使用多个天线元件，增益和性能特征也可能不足以满足一些应用。第二，金属天线的重量在一些应用中可能是个问题。因此，期望是在保持模式可变性和减少重量的同时增加增益，但不引入附加的硬件、复杂性或成本。
发明内容
本文描述了一种具有导电颗粒的塑料空气波导天线的技术、设备和系统。所述天线包括由嵌有导电颗粒的塑料树脂制成的天线本体，该天线本体的表面，该表面包括没有导电颗粒的树脂层，以及波导结构。波导结构可以由嵌入的导电颗粒在其上暴露的天线结构的表面的部分制成。例如，波导结构可以是在天线本体表面上的导电通道。波导结构可以作为天线本体的部分模制，或者使用激光切割成天线本体，这也会使导电颗粒暴露。如果波导被模制成天线本体的部分，则导电颗粒可以通过蚀刻工艺或使用激光暴露出来。此外，多个天线本体能够组装或堆叠在一起以形成具有复杂波导图案的天线阵列。这样，所述设备和技术能够减轻重量，改善增益和相位控制，提高高温性能，并避免昂贵的气相沉积电镀操作。
例如，天线包括天线结构，该天线结构包括由嵌有导电颗粒的树脂制成的天线本体。该天线本体还具有包括没有嵌入的导电颗粒的树脂层的表面。该天线还包括波导结构，波导结构包括嵌入的导电颗粒在其上暴露的天线结构的表面的部分。
本文还描述了用于制造以上概述的设备的方法。例如，一种方法包括通过至少包括具有(或包括有)不含导电颗粒的树脂层的表面，由嵌有导电颗粒的树脂形成天线结构。该方法还包括通过使嵌入的导电颗粒暴露在天线结构的表面的至少一部分上，在天线结构的表面上提供波导结构。
制造以上概述的设备的另一种方法包括：通过至少包括具有不含导电颗粒的树脂层的表面，由嵌有导电颗粒的树脂形成天线结构，以及波导结构。另一种方法还包括使嵌入的导电颗粒暴露在天线结构的表面的包括波导结构的部分上。
本发明内容介绍了与具有导电颗粒的塑料空气波导天线有关的简化概念，这些概念将在下文的具体实施方式和附图中进一步描述。本发明内容并非旨在标识所要求保护的主题的必要特征，也不是旨在用于确定所要求保护的主题的范围。
附图说明
本文参照以下附图描述了具有导电颗粒的塑料空气波导天线的一个或多个方面的细节。在整个附图中通常使用相同的附图标记来指代相同特征和部件：
图1示出了具有导电颗粒的塑料空气波导天线的示例实施方式；
图2示出了包括多个天线的天线组件的示例；
图3示出了包括多个天线的天线组件的另一个示例；
图4示出了可用于制造具有导电颗粒的塑料空气波导天线的示例方法；以及
图5示出了可用于制造具有导电颗粒的塑料空气波导天线的另一示例方法500。
具体实施方式
综述
雷达系统是一种重要的传感技术，用于包括汽车行业的许多行业，以获取关于周围环境的信息。雷达系统中使用天线来发射和接收电磁(EM)能量或信号。一些雷达系统使用成阵列的多个天线元件，以提供比使用单个天线元件所能实现的更高的增益和指向性。在接收中，来自单个元件的信号与适当的相位和加权振幅相结合，以提供期望的天线接收模式。天线阵列也用于在各元件之间传输、分配信号功率，并使用适当的相位和加权振幅来提供期望的天线传输图案。
波导可用于将电磁能量传送到天线元件并且传送来自天线元件的电磁能量。此外，波导可以布置成提供信号和能量的期望的定相、组合或拆分。例如，在雷达天线阵列元件的表面上或通过雷达天线阵列元件的导电通道可以用作波导。
一些雷达系统使用电路板上的金属贴片天线元件的阵列，这些金属贴片天线元件通过铜迹线连接。因此，这种雷达系统可能需要蒸气金属沉积和蚀刻的痕迹。此外，驱动和控制雷达系统的集成电路封装可能被焊接到在与天线相同侧上的电路板。这意味着主要的散热路径通过焊料到达电路板，这可能会限制雷达系统的热操作范围。这种天线阵列构造中的金属天线也会造成增加实施该系统的重量，比如汽车或其它车辆。此外，即使使用多个天线元件，增益、波束形成或其它性能特征也可能不足以满足一些应用。
与此相反，本文描述了一种具有导电颗粒的塑料空气波导天线的技术、设备和系统。所描述天线包括由嵌有导电颗粒的树脂制成的天线本体，包括没有导电颗粒的树脂层的该天线本体的表面，以及波导结构。波导结构可以由嵌入的导电颗粒在其上暴露的天线结构的部分表面制成。例如，波导结构可以是导电通道，其作为天线本体的部分成型，或用激光切割成天线本体，这也使导电颗粒暴露。如果波导被模制成天线本体的部分，则导电颗粒可以通过蚀刻工艺或使用激光暴露出来。此外，多个天线本体可以组装或堆叠在一起以形成具有复杂波导图案的天线阵列。这允许天线附连到雷达系统使得能够改进用于散热的路径。此外，所描述的设备和技术可以通过消除其它雷达系统用于散热所需的一些金属部件来减轻重量，同时改善增益和相位控制，提高高温性能，并避免上述的至少一些气相沉积电镀操作。
这仅是所描述的具有导电颗粒的塑料空气波导天线的技术、设备和系统中的一个示例。本文描述了其它示例和实施方式。
示例设备
图1总体上以100示出了具有导电颗粒的塑料空气波导天线(天线102)的示例实施例102。示例天线102的一些细节作为剖视图A-A在详细视图100-1中进行说明。如图所示，示例天线102包括天线结构104和波导结构106。天线结构104提供了天线102的整体形状，并且也可以为产生、接收和使用由天线102发射和接收的电磁信号或能量的各种部件提供电磁(EM)屏蔽或隔离。波导结构106为传播电磁信号和/或能量提供了导电途径。天线102可以使用各种技术形成，其中的示例包括注射模制、三维(3D)打印、铸造或计算机数字控制(CNC)加工。波导结构106可以作为天线结构104的一部分形成(例如，在注射模制或其它成型过程中)，或在天线结构104形成后添加，比如通过切割或蚀刻天线结构104。参照图4和5描述了形成天线结构104和波导结构106的示例技术的其它细节。
天线结构104包括天线本体108和天线本体的表面110(表面110)。天线本体108可以形成为各种形状中的任何一种(例如，圆形、矩形或多边形)，并且可以由各种合适的材料制成，包括具有嵌入导电颗粒114的树脂112。树脂112可以是聚合物、塑料、热塑性塑料或可以形成有导电颗粒114的另一种材料，包括例如基于聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚酰亚胺(PEI)或聚醚醚酮(PEEK)的树脂。导电颗粒114可以是各种可以传导电磁(EM)信号或能量的合适材料中的任何一种(例如，不锈钢、铝、青铜、碳石墨，或其任何组合，包括合金或复合材料)。此外，天线本体108可包括约20％至约60％之间的导电颗粒114(例如，约20％、约40％或约60％)。如详细视图100-1所示，导电颗粒114是纤维(例如，导电材料的股线)，但导电颗粒114可以制成各种形状和尺寸的任何一种(例如，晶体、团粒、片或棒)。表面110可以是树脂112的不包括嵌入的导电颗粒114的层(或包括很少的导电颗粒，使表面110不导电或几乎不导电)。例如，如果天线本体108是通过注射模制制成的，则表面110可以是随着模具冷却在天线本体108的外部或附近形成的表层。
波导结构106可以提供导电通路，用于以各种方式传播电磁信号或能量，以便为不同的接收和传输图案提供期望的信号定相和组合/分配，或提供屏蔽或隔离。例如，波导结构106可以是表面110的这样一部分，嵌入的导电颗粒在该部分上暴露，这在详细视图100-1中示出为导电表面116。在图1中，波导结构106包括穿过天线本体108的两条通路(波导结构106-1和波导结构106-2)。在其它示例中，波导结构106可以是通道，将该通道模制、激光切割或蚀刻到天线本体108或表面110中，以使导电颗粒114暴露(例如，使用激光、激光直接成像工艺或化学蚀刻来去除表面110或天线本体108的一部分并使导电颗粒114暴露)。在这些示例中，波导是空气(例如，空气是电介质)，而通道的壁是导电的。在一些实施方式中，天线结构104可以包括表面110的其它区域，在这些区域上，使嵌入的导电颗粒114暴露。例如，除了波导结构外，还可以在表面110的一部分上包括暴露的表面118。此外，在一些情况下，可以移除整个表面110。
在一些实施方式中(图1中未示出)，天线结构104的至少一部分可以在全部或部分表面110被移除之前或之后用导电涂层涂覆。例如，波导结构106可以涂覆由导电材料(例如铜)，以提高电磁传导性。在其它示例中，整个天线结构104可以涂覆有导电材料。导电涂层可以使用各种技术中的任何一种来施加，比如化学电镀、沉积或喷涂。导电涂层可以增加天线102的电磁能量输出(例如，增加传输功率)，这可以使天线102用于低损耗应用或需要附加功率的应用(例如，不增加附加的天线)。
在一些实施方式中，天线结构104可以包括表面110上的导电图案、吸收图案或导电图案和吸收图案两者。导电或吸收图案可以形成在表面110的不是波导结构的另一部分上。例如，可以通过去除表面110的一部分或天线本体108的一部分来形成接地面。此外，除了接地面之外或代替接地面，还可以通过以各种图案去除表面110或天线本体108的一部分，在表面110的一部分上形成一种电磁带隙(EBG)结构，这些图案比如使交叉阴影区、凹痕阵列或槽形区。详细视图100-2中示出了具有交叉阴影图案的EBG结构120的示例。EBG结构可以通过限制电磁能量或信号以不同频率或方向的传播来吸收或反射电磁能量或信号，这些频率或方向由EBG结构的形状和尺寸(例如，由去除材料的图案的构造)决定。EBG可以为接收和传输图案提供附加的选择和灵活性。表面110可以以各种方式移除以形成接地面或EBG结构，例如通过蚀刻、激光或切割表面110。
此外，可以组装多个天线(例如，天线102)以形成天线的三维天线组件(例如，分层的堆叠或阵列)，这些天线彼此电连接。与单一天线元件相比，多天线阵列可以提供更高的增益和指向性。在接收中，来自这些独立元件的信号与适当的相位和加权振幅相结合，以提供期望的天线图案。天线阵列也可用于在各元件之间传输以分配信号功率，同样使用适当的相位和加权振幅来提供期望的天线图案。考虑图2，其示出了天线组件200的示例。作为B-B剖视图(不按比例)的详细视图200-1示出了示例天线组件200，它包括三个天线202。此外，在详细视图200-1中，为了清晰起见，天线202被示出为分离的(间隔开)，并且示例天线组件200的一些部件可以省略或不标示出来。
如详细视图200-1所示，示例天线组件200包括三个天线202，它们彼此电连接。例如，天线202可以使用导电胶(未示出)彼此电连接。在其它情况下，天线202的全部或部分可以涂覆有可焊接材料(例如，镍、锡、银或金)并焊接在一起。天线202-1、202-2和202-3包括天线结构(在详细视图200-1中没有标示)。天线结构提供了天线202的整体形状，并且也可以为产生和使用天线202发射和接收的电磁信号或能量的各种部件提供电磁屏蔽或隔离(例如，如参照图1的天线结构104所描述的)。天线结构包括本体和表面(在详细视图200-1中没有标示)。本体可以由嵌有导电颗粒的树脂制成，而表面可以是包括少量导电颗粒或没有导电颗粒的树脂层(例如，类似于参照图1描述的天线本体108和表面110)。
天线202-1、202-2和202-3还包括波导结构204。波导结构204为以各种方式传播电磁信号或能量提供导电途径，以提供不同的接收和传输图案或提供屏蔽或隔离。波导结构可以是天线202的一部分，其表面已被移除以使导电颗粒暴露(例如，如参考图1的波导结构106所描述的)。波导结构204对于相应的天线202可以是不同的。例如，波导结构204-1包括穿过天线202-1的四个导电通路和附加的导电表面206-1。同样地，波导结构204-2包括穿过天线202-2的四个导电通路和附加的导电表面206-2。波导结构204-3包括穿过天线202-3的四个导电通路。当天线202-1和202-2组装时，导电表面206-1和导电表面206-2形成了通过天线组件200的导电通路的部分(例如，波导的部分)。这些只是波导结构204的构造和布置的几个示例。
在一些实施方式中，天线202也可以和其它部件一起附连到诸如印刷电路板(PCB)之类的基板，其包括能够驱动或控制电磁能量或信号的集成电路(IC)。另一个详细视图200-2示出了附连到包括IC 210的PCB208的示例天线组件200。如图所示，IC 210占据的腔体212不包括树脂表面层，该树脂表面层包括很少的导电颗粒或没有导电颗粒。然而，在一些实施方式中，腔体212可以包括用于电磁隔离的表面层。PCB 208和示例天线组件通过电连接层214彼此附连。同样地，天线202通过其它电连接层216彼此电连接。例如，电连接层214和216可以是焊料层(例如，用于回流或其它工艺的较低温度焊料)、导电胶(例如，导电环氧树脂)、或银烧结层。在一些实施方式中，PCB 208还包括一个或多个射频(RF)端口218。在详细视图200-2中，有四个射频端口218(只有一个被标记)，并且射频端口218与波导结构204的对齐用虚线表示。IC 210和天线组件200的这种构造可以实现从IC 210通过天线组件200进行散热的路径，这可以提高雷达模块(例如，IC 210和相关组件)在较高温度环境下的性能。
图3示出了另一个示例天线组件300。作为剖视图C-C(不按比例)的详细视图300-1示出了示例天线组件300，它包括三个天线302。此外，在详细视图300-1中，为了清晰起见，天线302被示出为分离的(间隔开)，并且示例天线组件300的一些部件可以省略或不标示出来。
如详细视图300-1所示，示例天线组件300包括三个天线302，它们彼此电连接。例如，天线302可以使用导电胶(未示出)彼此电连接。在其它情况下，天线302的全部或部分可以涂覆有可焊接材料(例如，镍、锡、银或金)并焊接在一起。天线302-1、302-2和302-3包括天线结构(在详细视图300-1中没有标示)。天线结构提供了天线302的整体形状，并且也可以为产生和使用天线302发射和接收的电磁信号或能量的各种部件提供电磁屏蔽或隔离(例如，如参照图1的天线结构104所描述的)。天线结构包括本体和表面(在详细视图300-1中没有标示)。本体可以由嵌有导电颗粒的树脂制成，而表面可以是包括少量导电颗粒或没有导电颗粒的树脂层(例如，类似于参照图1描述的天线本体108和表面110)。
天线302-1、302-2和302-3还包括波导结构304。波导结构304为以各种方式传播电磁信号或能量提供导电途径，以提供不同的接收和传输图案或提供屏蔽或隔离。波导结构可以是天线302的一部分，其表面已被移除以使导电颗粒暴露(例如，如参考图1的波导结构106所描述的)。波导结构304对于相应的天线302可以是不同的。例如，波导结构304-1包括通过天线302-1的两个导电通路。同样地，波导结构304-2包括通过天线302-2的两个导电通路和导电表面306-1。当组装天线302-1和302-2时，导电表面306-1形成通过天线组件300的导电通路的部分(例如，波导的部分)。波导结构304-3包括穿过天线302-3的两个导电通路。这些只是波导结构304的构造和布置的几个示例。
在一些实施方式中，天线302也可以和其它部件一起附连到诸如印刷电路板(PCB)之类的基板，其包括能够驱动或控制电磁能量或信号的集成电路(IC)。另一个详细视图300-2示出了附连到包括IC 308的PCB310的示例天线组件300。如图所示，IC 312占据的腔体310不包括树脂表面层，该树脂表面层包括很少的导电颗粒或没有导电颗粒。然而，在一些实施方式中，腔体312可以包括用于电磁隔离的表面层。PCB 308和示例天线组件通过电连接层314彼此附连。同样地，天线302通过其它电连接层316彼此电连接。例如，电连接层314和316可以是焊接层或导电胶。在一些实施方式中，IC 310还包括一个或多个射频(RF)端口318。在详细视图300-2中，存在与波导结构304的开口对齐的两个射频端口318(只有一个被标示)。IC 310和天线组件300的这种构造可以实现从IC 310通过天线组件300进行散热的路径，这可以提高雷达模块(例如，IC 310和相关部件)在较高温度环境下的性能。
示例方法
图4和图5示出了制造具有导电颗粒的塑料空气波导天线的示例方法。方法400和500示出为执行的操作(或行为)的集合，但不一定局限于此处所示的操作的顺序或组合。此外，一个或多个操作中的任何一个可以重复、组合或重组以提供其它方法。在以下讨论的部分中，可以参考图1的示例天线102和图2和图3中详述的实体，对它们的参考只是作为示例。这些技术不限于由一个实体或多个实体执行。
图4示出了可用于制造具有导电颗粒的塑料空气波导天线的示例方法400。在402处，通过至少包括具有不含导电颗粒(或含有少量导电颗粒以至于不导电或几乎不导电)的树脂层的表面，由嵌入有导电颗粒的树脂形成天线结构。天线结构提供了天线结构的整体形状，并且也可以为产生、接收和使用由天线发射和接收的电磁信号或能量的各种部件提供电磁(EM)屏蔽或隔离。例如，包括天线本体108和表面110的天线结构104可以使用参照图1描述的任何材料和技术(例如，注射模制、3D打印、铸造或CNC加工)形成。在其它实施方式中，图2的天线202的一个或多个天线结构、或者图3的天线302的一个或多个天线结构可以使用所述材料和技术形成。
在404处，通过使嵌入的导电颗粒在天线结构的表面的至少一部分上暴露，在天线结构的表面上提供波导结构。波导结构能够为以各种方式传播电磁信号或能量提供导电途径，以提供不同的接收和传输图案或提供屏蔽或隔离。例如，波导结构106可以设置在天线结构上(例如，参照动作402描述的任何波导结构)。在其它实施方式中，图2的一个或多个波导结构204、或者图3的一个或多个波导结构304可以设置在任何所述天线结构上。
波导结构可以使用各种技术中的任何一种提供。例如，波导结构可以通过使用激光形成或切割到天线结构的表面中，以形成导电通道。导电通道可以通过使用激光或激光器去除天线结构的表面或本体(例如，天线本体108或表面110)的部分以使导电颗粒(例如，导电颗粒114)暴露来形成。该激光可以是各种合适的激光中的任何一种，包括，例如，掺钕钇铝石榴石(Nd YAG)激光。Nd YAG激光的功率水平可以在大约10瓦至大约100瓦之间(例如，大约10瓦，大约20瓦，或大约40瓦)。使用激光器来提供波导结构，可以在波导结构成形中允许更高的精度，这可以在设计发射和接收图案时允许更大的灵活性，从而提高其中天线操作的系统的性能。
在一些实施方式中，天线结构的表面(例如表面110)的另一部分上的附加嵌入导电颗粒可以暴露(例如，提供附加的导电表面)。该附加的表面部分可以与波导结构相邻或在天线结构的另一部分上，并且在一些情况下，该附加部分可以包括整个表面。附加的表面可以使用各种技术中的任何一种去除，包括激光或化学蚀刻工艺。
在其它实施方式中，天线结构的至少一部分可以涂有导电涂层。可以在移除附加的表面部分之前或之后施加导电涂层(例如，铜)。例如，波导或整个天线结构可以涂覆有导电材料。导电涂层可以使用各种技术中的任何一种，如参考图1所述的。导电涂层可以增加天线的电磁能量输出(例如，增加传输功率)，这可以使天线用于低损耗应用或需要附加功率的应用(例如，不增加附加的天线)。
在其它实施方式中，可以在表面上形成导电图案、吸收图案，或形成导电图案和吸收图案两者。导电或吸收图案可以形成在波导结构附近或形成在表面的另一部分上。例如，可以在表面110的一部分上形成接地面或一种电磁带隙(EBG)结构，如参照图1所述的。EBG结构可以通过限制电磁能量或信号以不同频率或方向的传播来吸收或反射电磁能量或信号，这些频率或方向由EBG结构的形状和尺寸(例如，由去除材料的图案的构造)决定。接地面或EBG结构可以使用各种技术形成，比如蚀刻、激光切割或机械切割。描述方法400的增强和变化的实施方式不是相互排斥的；换言之，这些实施方式中的一个或多个可以作为方法400的部分组合或重新排序。
可选地，在406处，多个天线以分层堆叠组装(组装成分层堆)，各层彼此电连接。例如，可以组装多个天线102、202或302以形成天线的三维天线组件(例如，分层堆或阵列)，这些天线彼此电连接，比如图2和3的示例天线组件200和300。天线可以使用导电胶或通过可焊接材料(如镍、锡、银或金)涂覆天线并将天线焊接在一起而彼此电连接。
图5示出了可用于制造具有导电颗粒的塑料空气波导天线的另一示例方法500。在502处，通过至少包括具有不含导电颗粒的树脂层(或含有少量导电颗粒以至于不导电或几乎不导电)的表面，由嵌入有导电颗粒的树脂形成天线结构，以及波导结构。天线结构提供了天线结构的整体形状，并且也可以为产生、接收和使用由天线发射和接收的电磁信号或能量的各种部件提供电磁屏蔽或隔离。例如，包括天线本体108和表面110的天线结构104可以使用参照图1描述的任何材料和技术(例如，注射模制、3D打印、铸造或CNC加工)形成。在其它实施方式中，图2的天线202的一个或多个天线结构、或者图3的天线302的一个或多个天线结构可以使用所述材料和技术形成。
波导结构能够为以各种方式传播电磁信号或能量提供导电途径，以提供不同的接收和传输图案或提供屏蔽或隔离。例如，波导结构106可以包括在天线结构上(例如，参照动作502描述的任何波导结构)。在其它实施方式中，图2的一个或多个波导结构204、或者图3的一个或多个波导结构304可以设置在任何所述天线结构上。在一些实施方式中，波导结构通过在天线结构的表面中形成具有通道的天线结构来实现。例如，天线结构104或天线202或302的任何天线结构可以形成(例如，注射模制)为包括在天线结构的表面的一部分中或在其上的通道。
在504处，使天线结构的表面的包括波导结构的部分上的嵌入的导电颗粒暴露。例如，导电颗粒114可以暴露在覆盖波导结构(例如，在动作502处描述的任何波导结构)的表面110的部分上。导电颗粒可以使用各种技术中的任何一种去除，包括激光(例如，在动作404处描述的Nd YAG激光)或化学蚀刻工艺，这可以比激光方法节省成本。在一些实施方式中，天线结构的表面(例如表面110)的另一部分上的附加嵌入导电颗粒可以暴露(例如，提供附加的导电表面)。该附加的表面部分可以与波导结构相邻或在天线结构的另一部分上，并且在一些情况下，该附加部分可以包括整个剩余表面。附加的表面可以使用与去除天线结构的包括波导结构的表面部分相同或不同的工艺来去除。
在其它实施方式中，天线结构的至少一部分可以涂有导电涂层。可以在移除附加的表面部分之前或之后施加导电涂层。例如，波导或整个天线结构可以涂覆有导电材料(例如，铜)。导电涂层可以使用各种技术中的任何一种，如参考图1所述的。导电涂层可以增加天线的电磁能量输出(例如，增加传输功率)，这可以使天线用于低损耗应用或需要附加功率的应用(例如，不增加附加的天线)。
在其它实施方式中，可以在表面上形成导电图案、吸收图案，或形成导电图案和吸收图案两者。导电或吸收图案可以形成在波导结构附近或形成在表面的另一部分上。例如，可以在表面110的一部分上形成接地面或一种EBG结构，如参照图1所述的。EBG结构可以通过限制电磁能量或信号以不同频率或方向的传播来吸收或反射电磁能量或信号，这些频率或方向由EBG结构的形状和尺寸(例如，由去除材料的图案的构造)决定。接地面或EBG结构可以使用各种技术形成，比如蚀刻、激光切割或机械切割。描述方法500的增强和变化的实施方式不是相互排斥的；换言之，这些实施方式中的一个或多个可以作为方法500的部分组合或重新排序。
可选地，在506处，以分层堆叠组装多个天线，各层彼此电连接，并且多个天线的分层堆叠布置成可以减少信号损失(例如，在发射或接收时)的三维天线阵列。例如，可以组装多个天线102、202或302以形成天线的三维天线组件(例如，分层堆或阵列)，这些天线彼此电连接，比如图2和3的示例天线组件200和300。天线可以使用导电胶或通过可焊接材料(如镍、锡、银或金)涂覆天线并将天线焊接在一起而彼此电连接。
除非上下文另有规定，本文使用的词语“或”可视为使用“包含性或”，或允许包含或应用由词语“或”连接的一个或多个项目的术语(例如，短语“A或B”可被解释为仅允许“A”，仅允许“B”，或同时允许“A”和“B”)。同样，如本文中所使用的，涉及一系列项目的“……中的至少一个”的短语是指那些项目的任何组合，包括单个构件。例如，“a、b或c中的至少一个”可涵盖a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c，以及同一元件的倍数的任何组合(例如，a-a、a-a-a、a-a-b、a-a-c、a-b-b、a-c-c、b-b、b-b-b、b-b-c、c-c和c-c-c，或者a、b和c的任何其它排序)。此外，在附图中表示的项目和在此讨论的术语可以表示一个或多个项目或术语，因此在该书面描述中可以互换地提及项目和术语的单一或复数形式。
示例
以下部段包括具有导电颗粒的塑料空气波导天线的一些附加实例。
示例1：一种天线，包括：天线结构，该天线结构包括：由嵌有导电颗粒的树脂制成的天线本体；和天线本体的表面，该表面包括没有嵌入的导电颗粒的树脂层；以及波导结构，该波导结构包括天线结构的表面的嵌入的导电颗粒在其上暴露的部分。
示例2：根据示例1所述的天线，其中，除波导结构外，天线结构还包括天线结构的表面的部分上的附加的暴露的嵌入的导电颗粒。
示例3：根据示例1或示例2所述的天线，其中该天线结构还包括在该天线结构表面的至少一部分上的导电涂层。
示例4：根据示例1至示例3中任何一个所述的天线，其中该天线结构还包括在该天线结构的表面上的导电图案或吸收图案中的至少一个，该导电图案或吸收图案中的至少一个包括该天线结构的表面的不是波导结构的另一部分。
示例5：根据示例1至4中任何一个所述的天线，其中该天线还包括多个天线结构和多个波导，多个天线结构和多个波导以分层堆叠组装，各层彼此电连接。
示例6：一种制造天线的方法，该方法包括：通过至少包括具有不含导电颗粒的树脂层的表面，由嵌有导电颗粒的树脂形成天线结构；并且通过使嵌入的导电颗粒在天线结构的表面的至少一部分上暴露，在天线结构的表面上提供波导结构。
示例7：根据示例6所述的方法，其中提供波导结构还包括通过使用激光将波导结构切割到天线结构的表面中来形成导电通道。
示例8：根据示例6或示例7所述的方法，还包括：通过使用激光去除天线结构表面的其它部分上的树脂层，使附加嵌入的导电颗粒在天线结构的表面的与波导结构相邻的另一部分上暴露。
示例9：根据示例6至8中任一个所述的方法，还包括：通过蚀刻天线结构的表面的另一部分以去除树脂层，使附加嵌入的导电颗粒在天线结构的表面的与波导结构相邻的另一部分上暴露。
示例10：根据示例6至9中任一个所述的方法，还包括：将导电涂层施加到天线结构的表面的暴露部分的至少一部分。
示例11：根据示例6至10中任一个所述的方法，还包括：通过使用激光去除树脂层的另一部分，在天线结构的表面上提供导电图案或吸收图案中的至少一个。
示例12：根据示例6至11中任一个所述的方法，还包括：通过蚀刻天线结构的表面的另一部分以去除树脂层，在天线结构的表面上提供导电图案或吸收图案中的至少一个。
示例13：根据示例6至12中任一个所述的方法，还包括：以分层堆叠组装多个天线，各层彼此电连接。
示例14：一种制造天线的方法，该方法包括：由嵌有导电颗粒的树脂形成天线结构，这是通过至少包括以下内容实现的：天线结构中的表面，该表面包括没有嵌入的导电颗粒的树脂层；和波导结构；以及使嵌入的导电颗粒在天线结构的表面的包括波导结构的部分上暴露。
示例15：根据示例14所述的方法，其中通过至少包括波导结构而由嵌有导电颗粒的树脂形成天线结构，还包括在天线结构的表面中形成具有通道的天线结构。
示例16：根据示例14或示例15所述的方法，其中使嵌入的导电颗粒在天线结构的表面的包括波导结构的部分上暴露包括至少蚀刻包括波导结构的天线结构的表面部分以去除树脂层。
示例17：根据示例14至16中任一个所述的方法，其中使嵌入的导电颗粒在天线结构的表面的包括波导结构的部分上暴露包括使用激光至少从天线结构的表面的包括波导结构的部分去除树脂层。
示例18：根据示例14至17中任一个所述的方法，还包括：将导电涂层施加到天线结构的表面的暴露部分的至少一部分，以增加天线的电磁(EM)能量输出。
示例19：根据示例14至18中任一个所述的方法，还包括：使用激光或蚀刻工艺在天线结构的表面上形成导电图案或吸收图案中的至少一个，以去除天线结构表面的另一部分上的树脂层。
示例20：根据示例14至19中任一个所述的方法，还包括：以分层堆叠组装多个天线，各层彼此电连接；以及将多个天线的分层堆叠构造成三维天线阵列以提高增益和指向性。
结论
尽管在前面的描述中描述了本公开的各种实施例并在附图中示出，但是应当理解，本公开不限于此，而是可以在所附权利要求书的范围内以各种方式实施以实践。从前面的描述，将显而易见的是，在不脱离由所附权利要求书限定的本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。

Claims (20)

1.一种天线，包括：
天线结构，所述天线结构包括：
由嵌有导电颗粒的树脂制成的天线本体；和
所述天线本体的表面，所述表面包括没有嵌入的导电颗粒的树脂层；以及
波导结构，所述波导结构包括所述天线结构的所述表面的所述嵌入的导电颗粒在其上暴露的部分。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，除所述波导结构外，所述天线结构还包括所述天线结构的所述表面的部分上的附加的暴露的嵌入的导电颗粒。
3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线结构还包括在所述天线结构的所述表面的至少一部分上的导电涂层。
4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线结构还包括在所述天线结构的所述表面上的导电图案或吸收图案中的至少一个，所述导电图案或吸收图案中的至少一个包括所述天线结构的表面的不是所述波导结构的另一部分。
5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线还包括多个天线结构和多个波导，所述多个天线结构和多个波导以分层堆叠组装，各层彼此电连接。
6.一种制造天线的方法，所述方法包括：
通过至少包括具有不含导电颗粒的树脂层的表面，由嵌有导电颗粒的树脂形成天线结构；以及
通过使嵌入的导电颗粒在所述天线结构的所述表面的至少一部分上暴露，在所述天线结构的所述表面上提供波导结构。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，提供所述波导结构还包括通过使用激光将所述波导结构切割到所述天线结构的所述表面中来形成导电通道。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括通过使用激光去除所述天线结构的所述表面的其它部分上的树脂层，使所述天线结构的所述表面的与所述波导结构相邻的另一部分上的附加嵌入的导电颗粒暴露。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括通过蚀刻所述天线结构的所述表面的另一部分以去除树脂层，使附加嵌入的导电颗粒在所述天线结构的所述表面的与所述波导结构相邻的另一部分上暴露。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括将导电涂层施加到所述天线结构的所述表面的暴露部分的至少一部分。
11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括通过使用激光去除树脂层的另一部分，在所述天线结构的所述表面上提供导电图案或吸收图案中的至少一个。
12.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括通过蚀刻所述天线结构的所述表面的另一部分以去除树脂层，在所述天线结构的所述表面上提供导电图案或吸收图案中的至少一个。
13.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括以分层堆叠组装多个天线，各层彼此电连接。
14.一种制造天线的方法，所述方法包括：
由嵌有导电颗粒的树脂形成天线结构，这是通过至少包括以下特征实现的：
所述天线结构中的表面，所述表面包括没有嵌入的导电颗粒的树脂层；和
波导结构；以及
使嵌入的导电颗粒在所述天线结构的所述表面的包括所述波导结构的部分上暴露。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，通过至少包括所述波导结构而由嵌有导电颗粒的树脂形成所述天线结构，还包括以在所述天线结构的所述表面中的通道形成所述天线结构。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，使嵌入的导电颗粒在所述天线结构的所述表面的所包括所述波导结构的部分上暴露包括至少蚀刻所述天线结构的表面的包括所述波导结构的部分以去除树脂层。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，使在嵌入的导电颗粒在所述天线结构的所述表面的包括所述波导结构的部分上暴露包括使用激光至少从所述天线结构的所述表面的包括所述波导结构的部分去除树脂层。
18.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括将导电涂层施加到所述天线结构的所述表面的暴露部分的至少一部分，以增加所述天线的电磁(EM)能量输出。
19.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括使用激光或蚀刻工艺在所述天线结构的所述表面上形成导电图案或吸收图案中的至少一个，以去除所述天线结构表面的另一部分上的树脂层。
20.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括：
以分层堆叠组装多个天线，各层彼此电连接；和
将所述多个天线的分层堆叠构造成三维天线阵列，以减少信号损失。
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