CN116454605A - 壁挂天线和壁挂天线的制造方法 - Google Patents

壁挂天线和壁挂天线的制造方法 Download PDF

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CN116454605A CN202310347751.XA CN202310347751A CN116454605A CN 116454605 A CN116454605 A CN 116454605A CN 202310347751 A CN202310347751 A CN 202310347751A CN 116454605 A CN116454605 A CN 116454605A
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汤曹磊
沈一春
吴海龙
王学仁
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Jiangsu Zhongtian Technology Co Ltd
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Zhongtian Communication Technology Co ltd
Jiangsu Zhongtian Technology Co Ltd
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Abstract

本申请提供一种壁挂天线和壁挂天线的制造方法，壁挂天线包括底板和振子，底板通过有机金属复合材料注塑成型形成，底板包括非金属基板、正面金属层、背面金属层，正面金属层和背面金属层通过金属化分别形成在非金属基板相对的两个表面，部分正面金属层用于形成馈电网络；振子包括第一振子，第一振子包括支撑部和与支撑部电连接的振子基体，底板中具有通孔，支撑部穿设在通孔中，以使正面金属层和背面金属层均与支撑部电连接。本申请提供的壁挂天线的重量较小且集成度较高。

Description

壁挂天线和壁挂天线的制造方法
技术领域
本申请涉及天线技术领域，尤其涉及一种壁挂天线和壁挂天线的制造方法。
背景技术
随着无线通信技术的快速发展，壁挂天线的使用越来越广泛，对壁挂天线的轻量化及集成化的要求也越来越高。
壁挂天线包括金属基板、PCB板、同轴线缆、振子以及连接器。PCB板的数量通常为多个，多个PCB板分别通过紧固件安装在金属基板上，多个PCB板之间通过同轴线缆电连接；振子的数量通常也为多个，振子与PCB板之间也通过同轴线缆连接；连接器与PCB板也通过同轴线缆连接。
相关技术中，壁挂天线的重量较大且集成度较低。
发明内容
本申请提供了一种壁挂天线和壁挂天线的制造方法，壁挂天线的重量较小且集成度较高。
本申请提供一种壁挂天线，包括底板和振子，底板通过有机金属复合材料注塑成型形成，底板包括非金属基板、正面金属层、背面金属层，正面金属层和背面金属层通过金属化分别形成在非金属基板相对的两个表面，部分正面金属层用于形成馈电网络；
振子包括第一振子，第一振子包括支撑部和与支撑部电连接的振子基体，底板中具有通孔，支撑部穿设在通孔中，以使正面金属层和背面金属层均与支撑部电连接。
在一种可能的实施方式中，本申请提供的壁挂天线，底板中具有金属化过孔，金属化过孔用于电连接正面金属层与背面金属层。
在一种可能的实施方式中，本申请提供的壁挂天线，振子还包括第二振子，壁挂天线还包括振子馈电，振子馈电的一端与正面金属层电连接，振子馈电的另一端与第二振子电连接。
在一种可能的实施方式中，本申请提供的壁挂天线，底板上设置有支撑柱，支撑柱与底板一体成型，支撑柱与第二振子连接。
在一种可能的实施方式中，本申请提供的壁挂天线，背面金属层的厚度小于0.3mm。
在一种可能的实施方式中，本申请提供的壁挂天线，壁挂天线还包括连接器和连接器线缆，底板上具有连接器支座，连接器支座与底板一体成型，连接器线缆的一端与馈电网络电连接，连接器线缆的另一端与连接器电连接，连接器线缆卡接在连接器支座中。
本申请还提供一种壁挂天线的制造方法，用于制造上述壁挂天线，壁挂天线的制造方法包括：
通过有机金属复合材料注塑成型形成底板；
通过金属化在底板的正面和背面分别形成正面金属层和背面金属层，其中，部分正面金属层用于形成馈电网络；
将振子与正面金属层和背面金属层电连接。
在一种可能的实施方式中，本申请提供的壁挂天线的制造方法，将振子与正面金属层和背面金属层电连接包括：
在底板上设置通孔；
将第一振子的支撑部穿过通孔，并使支撑部与正面金属层和背面金属层电连接。
在一种可能的实施方式中，本申请提供的壁挂天线的制造方法，将振子与正面金属层和背面金属层电连接包括：
在底板上设置金属化过孔，以电连接正面金属层和背面金属层；
将第二振子通过振子馈电与正面金属层电连接。
在一种可能的实施方式中，本申请提供的壁挂天线的制造方法，通过有机金属复合材料注塑成型形成底板包括：
在底板上一体成型支撑柱和连接器支座。
本申请提供一种壁挂天线和壁挂天线的制造方法，壁挂天线通过设置底板和振子，底板通过有机金属复合材料注塑成型形成，相对于相关技术中的金属基板而言，重量较轻，使得壁挂天线的重量较轻。底板包括非金属基板、正面金属层、背面金属层，正面金属层和背面金属层通过金属化分别形成在非金属基板相对的两个表面上，部分正面金属层用于形成馈电网络，馈电网络集成了相关技术中的多个PCB板和多个同轴线缆，同时减少了壁挂天线中的焊点，使得壁挂天线的集成度较高。振子包括第一振子，底板中具有通孔，第一振子的支撑部穿设在通孔中，以使正面金属层和背面金属层均与支撑部电连接，由此，在将第一振子安装在底板上的同时，完成第一振子与馈电网络的连接和第一振子的接地，由此可以省去同轴线缆，并且减少电连接所需的焊点，使得振子与底板的集成度较高。本申请提供的壁挂天线的重量较小且集成度较高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的壁挂天线的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的壁挂天线的内部结构示意图；
图3为本申请实施例提供的壁挂天线中底板的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的壁挂天线中底板的另一结构示意图；
图5为本申请实施例提供的壁挂天线的制造方法的流程图。
附图标记说明：
100-壁挂天线；
110-底板；111-非金属基板；112-正面金属层；1121-馈电网络；113-背面金属层；114-通孔；115-金属化过孔；116-支撑柱；117-连接器支座；
120-振子；121-第一振子；1211-支撑部；1212-振子基体；122-第二振子；
130-天线罩；131-上盖；132-托板；
140-侧板；
150-振子馈电；
160-连接器；
170-连接器线缆。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或维护工具不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或维护工具固有的其它步骤或单元。
随着无线通信技术的快速发展，壁挂天线的使用越来越广泛，对壁挂天线的轻量化及集成化的要求也越来越高。
壁挂天线包括金属基板、PCB板、同轴线缆、振子以及连接器。PCB板的数量通常为多个，多个PCB板分别通过紧固件安装在金属基板上，多个PCB板之间通过同轴线缆电连接；振子的数量通常也为多个，振子与PCB板之间也通过同轴线缆连接；连接器与PCB板也通过同轴线缆连接。
金属基板用于支撑壁挂天线中的其他部件，因此，金属基板本身需要具有一定刚度，为了避免金属基板由于金属本身的韧性而变形，金属基板的厚度通常较大，由此，使得金属基板的重量较大。
在制造壁挂天线时，首先将多个PCB板通过紧固件安装在金属基板上；然后，将同轴线缆的一端与其中一个PCB焊接，同轴线缆的另一端与另一个PCB板焊接，以将PCB板之间通过同轴线缆电连接；其次，再将同轴线缆的一端与PCB焊接，另一端与振子焊接，以将振子与PCB板之间通过同轴线缆电连接，振子还需要与金属基板之间通过同轴线缆电连接以进行接地；最后，再通过同轴线缆将连接器与PCB板电连接。壁挂天线的组装过程复杂。
PCB与金属基板安装时，PCB板上存在翘曲等问题，因此，PCB板与金属基板之间存在缝隙；PCB板之间、PCB板与振子之间、振子与金属基板之间、PCB板与连接器之间均通过同轴线缆电连接，多个同轴线缆在金属基板上的排布杂乱复杂，并且壁挂天线中存在多个焊点，使得PCB板、振子以及连接器之间传输信号时损耗较大。
由此，壁挂天线的组装过程复杂并且PCB板、振子以及连接器之间传输信号时损耗较大，使得壁挂天线的集成度较低。
此外，再将PCB板安装到金属基板上时，PCB板由于受到应力而使得PCB板的内部线路可能会出现损坏。
基于此，本申请提供了一种壁挂天线和壁挂天线的制造方法，壁挂天线的重量较小且集成度较高。
图1为本申请实施例提供的壁挂天线的结构示意图；图2为本申请实施例提供的壁挂天线的内部结构示意图；图3为本申请实施例提供的壁挂天线中底板的结构示意图；图4为本申请实施例提供的壁挂天线中底板的另一结构示意图。
参见图1至图4所示，本申请提供的壁挂天线100包括底板110和振子120，底板110通过有机金属复合材料注塑成型形成，底板110包括非金属基板111、正面金属层112、背面金属层113，正面金属层112和背面金属层113通过金属化分别形成在非金属基板111相对的两个表面上，部分正面金属层112用于形成馈电网络1121；振子120包括第一振子121，第一振子121包括支撑部1211和与支撑部1211电连接的振子基体1212，底板110中具有通孔114，支撑部1211穿设在通孔114中，以使正面金属层112和背面金属层113均与支撑部1211电连接。
请继续参见图1所示，壁挂天线100还包括天线罩130，天线罩130包括上盖131和托板132，上盖131和托板132共同包裹底板110和底板110上的器件，以对壁挂天线100中的器件起到防护作用。其中，在图2中，为了清楚的示出壁挂天线100的内部结构，省去了天线罩130的上盖131。
底板110通过LDS(Laser Direct Structuring激光直接成型)工艺加工。具体的，底板110通过有机金属复合材料注塑成型。有机金属复合材料包括绝缘材料和金属离子，注塑成型之后，金属离子均匀的分散在绝缘基体中，在本实施例中，金属离子可以为Cu离子。通过注塑成型的底板110加工尺寸精确，并且注塑成型可以加工出各种形状的底板110。
通过激光照射，使得金属离子析出，金属离子分布在底板110相对的两个表面，使得底板110形成中间为非金属基板111，非金属基板111两侧为金属层三明治结构。在两层金属层的表面进行沉铜处理，从而形成正面金属层112和背面金属层113。
部分正面金属层112形成了壁挂天线100的馈电网络1121。在馈电网络1121部分还可以进行沉锡处理，从而可以防护馈电网络1121，并且便于馈电网络1121与其他器件焊接。
通过有机金属复合材料注塑成型底板110，相对于相关技术中的金属底板而言，可以减轻壁挂天线100的重量。
通过正面金属层112形成馈电网络1121，馈电网络1121直接形成在非金属基板111的表面，相对于相关技术中心通过多个PCB板安装在金属基板上并且多个PCB板需要通过同轴线缆焊接以形成馈电网络而言，本申请的馈电网络1121集成了相关技术中的多个PCB板和多个同轴线缆，减少了壁挂天线100中的焊点，由此，可以简化壁挂天线100的组装工序并减少信号传输时的损耗，使得壁挂天线100的集成度较高。
背面金属层113为壁挂天线100的反射边界，背面金属层113还可以作为壁挂天线100的接地层。由于背面金属层113仅用于反射边界和接地层，由此，背面金属层113的厚度小于0.3mm。控制背面金属层113的厚度可以进一步减轻底板110的重量。
振子120需要与馈电网络1121电连接，同时，振子120还需要接地。振子120包括第一振子121，以第一振子121为例，来说明振子120与馈电网络1121电连接以及振子120接地的具体方式。
请继续参见图2和图3所示，底板110上设置有通孔114，通孔114在注塑成型的同时形成，第一振子121的支撑部1211穿过通孔114以与通孔114卡接，从而将第一振子121安装在底板110上。在图2和图3中，通孔114为十字孔，支撑部1211的截面也为十字形，由此，可以防止第一振子121在通孔114中转动。
支撑部1211位于正面金属层112的部分可以通过焊接与正面金属层112电连接，从而使得第一振子121与馈电网络1121电连接；支撑部1211位于背面金属层113的部分可以通过焊接与背面金属层113电连接，从而将第一振子121接地。由此，在将第一振子121安装在底板110上的同时，完成第一振子121与馈电网络1121的连接和第一振子121的接地。相对于相关技术中振子与PCB板之间通过同轴线缆电连接，并且通过同轴线缆接地而言，本申请中振子120的可以省去同轴线缆，并且减少电连接所需的焊点，使得振子120与底板110的集成度较高。
请继续参见图2至图4所示，壁挂天线100还包括侧板140，侧板140围设在底板110的周侧，在图2至图4所示的实施例中，只在底板110相对的两个侧边具有侧板140。可以理解的是，侧板140与底板110一体成型，侧板140相对的两个表面上也具有金属层。
本申请提供的壁挂天线100，通过设置底板110和振子120，底板110通过有机金属复合材料注塑成型形成，相对于相关技术中的金属基板而言，重量较轻，使得壁挂天线100的重量较轻。底板110包括非金属基板111、正面金属层112、背面金属层113，正面金属层112和背面金属层113通过金属化分别形成在非金属基板111相对的两个表面上，部分正面金属层112用于形成馈电网络1121，馈电网络1121集成了相关技术中的多个PCB板和多个同轴线缆，同时减少了壁挂天线100中的焊点，使得壁挂天线100的集成度较高。振子120包括第一振子121，底板110中具有通孔114，第一振子121的支撑部1211穿设在通孔114中，以使正面金属层112和背面金属层113均与支撑部1211电连接，由此，在将第一振子121安装在底板110上的同时，完成第一振子121与馈电网络1121的连接和第一振子121的接地，由此可以省去同轴线缆，并且减少电连接所需的焊点，使得振子120与底板110的集成度较高。本申请提供的壁挂天线100的重量较小且集成度较高。
正面金属层112和背面金属层113还可以通过其他方式电连接，以便于振子120的接地。
请继续参见图3和图4所示，底板110中具有金属化过孔115，金属化过孔115用于电连接正面金属层112与背面金属层113。
具体的，在注塑成型的同时在底板110上形成过孔，然后在对非金属基板111两侧的两层金属层的表面进行沉铜处理的同时，在过孔的表面也进行沉铜处理，以形成金属化过孔115，金属化过孔115用于电连接正面金属层112与背面金属层113。由此，在不增加壁挂天线100的工艺步骤的同时，即可电连接正面金属层112和背面金属层113。由此，振子120只需与正面金属层112电连接即可。
请继续参见图2所示，振子120还包括第二振子122，壁挂天线100还包括振子馈电150，振子馈电150的一端与正面金属层112电连接，振子馈电150的另一端与第二振子122电连接。
振子馈电150可以为铜柱，振子馈电150的尺寸可以根据第二振子122的不同规格进行选择，由此，使得振子馈电150与第二振子122的适配度较高。
需要说明的是，在一些实施例中，壁挂天线100中仅包括第一振子121，在一些实施例中，壁挂天线100仅包括第二振子122，在图2所示的实施例中，壁挂天线100中包括第一振子121和第二振子122。
根据壁挂天线100的使用环境不同，有的第二振子122的体积较大，通过振子馈电150难以支撑振子。因此，需要通过单独设置的支撑柱116来支撑第二振子122。
请继续参见图2所示，底板110上设置有支撑柱116，支撑柱116与底板110一体成型，支撑柱116与第二振子122连接。
具体的，支撑柱116在底板110注塑成型时与底板110一体成型。支撑柱116的具体位置和数量可以根据第二振子122的具体位置和大小进行设置。在图2所示的实施例中，第二振子122为矩形，支撑柱116的数量为四个，支撑柱116与第二振子122的四个顶角相对设置，每个支撑柱116的上端均通过连接件与第二振子122连接，从而将第二振子122安装在底板110上。
请继续参见图1和图2所示，壁挂天线100还包括连接器160和连接器线缆170，底板110上具有连接器支座117，连接器支座117与底板110一体成型，连接器线缆170的一端与馈电网络1121电连接，连接器线缆170的另一端与连接器160电连接，连接器线缆170卡接在连接器支座117中。
连接器160用于将壁挂天线100与其他电子设备电连接。连接器160通过连接器线缆170与馈电网络1121电连接。具体的，连接器线缆170的一端与连接器160插接，连接器线缆170的另一端与馈电网络1121焊接。
在底板110上还设置有连接器支座117，连接器支座117在底板110注塑成型时与底板110一体成型。请继续参见图2和图3所示，底板110上设置有两个连接器支座117，连接器支座117中具有卡槽，连接器线缆170卡接在连接器支座117的卡槽中，从而可以对连接器线缆170进行定位，使得壁挂天线100的内部结构整齐美观。
图5为本申请实施例提供的壁挂天线的制造方法的流程图。参见图5所示，本申请还提供了一种壁挂天线的制造方法，用于制造上述实施例提供的壁挂天线100，其中，壁挂天线100的具体结构已在上述实施例中进行了详细说明，此处不再一一赘述。
壁挂天线的制造方法包括：
S101、通过有机金属复合材料注塑成型形成底板110。
底板110通过LDS(Laser Direct Structuring激光直接成型)工艺加工。具体的，底板110通过有机金属复合材料注塑成型。有机金属复合材料包括绝缘材料和金属离子，注塑成型之后，金属离子均匀的分散在绝缘基体中，在本实施例中，金属离子可以为Cu离子。通过注塑成型的底板110加工尺寸精确，并且注塑成型可以加工出各种形状的底板110。
S102、通过金属化在底板110的正面和背面分别形成正面金属层112和背面金属层113，其中，部分正面金属层112用于形成馈电网络1121。
通过激光照射，使得金属离子析出，金属离子分布在底板110相对的两个表面，使得底板110形成中间为非金属基板111，非金属基板111两侧为金属层。在两层金属层的表面进行沉铜处理，从而形成正面金属层112和背面金属层113。
背面金属层113为壁挂天线100的反射边界，背面金属层113还可以作为壁挂天线100的接地层。
S103、将振子120与正面金属层112和背面金属层113电连接。
振子120与正面金属层112电连接，从而与馈电网络1121电连接，振子120与背面金属层113电连接以进行接地。
将振子120与正面金属层112和背面金属层113电连接包括：在底板110上设置通孔114；将第一振子121的支撑部1211穿过通孔114，并使支撑部1211与正面金属层112和背面金属层113电连接。
第一振子121的支撑部1211穿过通孔114以与通孔114卡接，从而将第一振子121安装在底板110上。
支撑部1211位于正面金属层112的部分可以通过焊接与正面金属层112电连接，从而使得第一振子121与馈电网络1121电连接；支撑部1211位于背面金属层113的部分可以通过焊接与背面金属层113电连接，从而将第一振子121接地。
将振子120与正面金属层112和背面金属层113电连接包括：在底板110上设置金属化过孔115，以电连接正面金属层112和背面金属层113；将第二振子122通过振子馈电150与正面金属层112电连接。
振子馈电150的一端与正面金属层112电连接，振子馈电150的另一端与第二振子122电连接，从而第二振子122通过振子馈电150与正面金属层112电连接。由于正面金属层112和背面金属层113通过金属化过孔115电连接，因此，第二振子122也与背面金属层113电连接。
通过有机金属复合材料注塑成型形成底板110包括：在底板110上一体成型支撑柱116和连接器支座117。支撑柱116和连接器支座117均与底板110一体成型，由此，可以简化壁挂天线100的制造步骤，同时，提高壁挂天线100的集成度。
最后将天线罩130安装在底板110外部，完成壁挂天线100的组装。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种壁挂天线，其特征在于，包括底板和振子，所述底板通过有机金属复合材料注塑成型形成，所述底板包括非金属基板、正面金属层、背面金属层，所述正面金属层和所述背面金属层通过金属化分别形成在所述非金属基板相对的两个表面，部分所述正面金属层用于形成馈电网络；
所述振子包括第一振子，所述第一振子包括支撑部和与所述支撑部电连接的振子基体，所述底板中具有通孔，所述支撑部穿设在所述通孔中，以使所述正面金属层和所述背面金属层均与所述支撑部电连接。
2.根据权利要求1所述的壁挂天线，其特征在于，所述底板中具有金属化过孔，所述金属化过孔用于电连接所述正面金属层与所述背面金属层。
3.根据权利要求2所述的壁挂天线，其特征在于，所述振子还包括第二振子，所述壁挂天线还包括振子馈电，所述振子馈电的一端与所述正面金属层电连接，所述振子馈电的另一端与所述第二振子电连接。
4.根据权利要求3所述的壁挂天线，其特征在于，所述底板上设置有支撑柱，所述支撑柱与所述底板一体成型，所述支撑柱与所述第二振子连接。
5.根据权利要求1至4任一项所述的壁挂天线，其特征在于，所述背面金属层的厚度小于0.3mm。
6.根据权利要求1至4任一项所述的壁挂天线，其特征在于，所述壁挂天线还包括连接器和连接器线缆，所述底板上具有连接器支座，所述连接器支座与所述底板一体成型，所述连接器线缆的一端与所述馈电网络电连接，所述连接器线缆的另一端与所述连接器电连接，所述连接器线缆卡接在所述连接器支座中。
7.一种壁挂天线的制造方法，其特征在于，用于制造如权利要求1至6任一项所述的壁挂天线，所述壁挂天线的制造方法包括：
通过有机金属复合材料注塑成型形成底板；
通过金属化在所述底板的正面和背面分别形成正面金属层和背面金属层，其中，部分所述正面金属层用于形成馈电网络；
将振子与所述正面金属层和所述背面金属层电连接。
8.根据权利要求7所述的壁挂天线的制造方法，其特征在于，所述将振子与所述正面金属层和所述背面金属层电连接包括：
在所述底板上设置通孔；
将第一振子的支撑部穿过所述通孔，并使所述支撑部与所述正面金属层和所述背面金属层电连接。
9.根据权利要求7所述的壁挂天线的制造方法，其特征在于，所述将振子与所述正面金属层和所述背面金属层电连接包括：
在所述底板上设置金属化过孔，以电连接所述正面金属层和所述背面金属层；
将第二振子通过振子馈电与所述正面金属层电连接。
10.根据权利要求7所述的壁挂天线的制造方法，其特征在于，所述通过有机金属复合材料注塑成型形成底板包括：
在所述底板上一体成型支撑柱和连接器支座。
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