一种塑料金属化相控阵天线制造技术

本发明专利技术公开了一种塑料金属化相控阵天线，通过采用塑料金属化工艺，使用了塑料来代替原本的一部分金属材质，塑料相比于金属重量更轻、所需成本更低，并且塑料更容易塑造成不同形状，具有较高的可塑性和灵活性，另外，金属长臂结构采用一对折叠的金属臂，相比现有技术中的天线尺寸更小，能够增大天线单元布局空间，减小了天线单元间的能量耦合，减少损耗，进一步能够提高天线的辐射效率，同时，金属长臂结构对现有的裂缝式巴伦进行改进，保证了天线单元结构较对称；优点是轻量、成本低、易于集成到各种设备，且损耗低、宽带宽和高功率处理。宽带宽和高功率处理。宽带宽和高功率处理。

【技术实现步骤摘要】
一种塑料金属化相控阵天线


[0001]本专利技术涉及相控阵天线，尤其是涉及一种塑料金属化相控阵天线。

技术介绍

[0002]随着无线通信的快速发展，为满足高数据速率和低延迟服务的需求，第五代(5G)通信系统最近已在各国部署。联邦通信委员会提议的5G移动通信法规为5G应用分配了sub
‑
6GHz和毫米波频段。其中，毫米波频段与前者相比，可用带宽更宽，这对于高数据速率是必要的。虽然毫米波天线提供了很高的传输速率，但与sub
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6GHz天线相比，它们存在严重的传播损失。因此，移动通信系统需要高增益毫米波天线来规避这种损失。除了高增益外，由于用户位置和移动设备方向会不断改变，还需要天线具有波束转向能力来确保移动设备和基站之间的一致连接。为了在毫米波频段实现波束转向和高增益特性，相控阵天线可能是最佳选择。
[0003]目前，相控阵天线的研究主要集中于介质集成和波导结构。基于介质集成的相控阵天线具有轻量、易于集成到各种设备的优点，这可能导致其成本更低的特点，然而其存在高损耗、窄带宽和有限的功率处理等缺点，这可能影响其性能和效率；相比之下，基于波导结构的相控阵天线能够具有高功率处理、低损耗和宽带的特点，使得它们适合于高性能和高功率的应用。然而，基于波导的相控阵天线相对笨重，难以集成到小型设备中。此外，波导结构往往需要精确的制造工艺，这可能增加相控阵天线的成本和复杂性。塑料金属化是使用各种沉积技术，如真空沉积、电镀或无电解镀等，在塑料基材上施加一层薄金属的过程。塑料基材随着制造工艺的提升，其选择和使用往往具有高度的灵活性，而金属化过程被用来改善塑料基材的电气和机械性能，提高其导电性、反射性和耐久性。因此，基于塑料金属化工艺的相控阵天线相较于传统的基于介质集成的相控阵天线和基于波导结构的相控阵天线将具有若干的优势。鉴此，设计一种轻量、易于集成到各种设备，且损耗低、宽带宽和高功率处理的塑料金属化相控阵天线，可以大大改善天线以及系统的各种性能，在各种无线通信系统中具有潜在的应用价值。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种轻量、成本低、易于集成到各种设备，且损耗低、宽带宽和高功率处理的塑料金属化相控阵天线。
[0005]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种塑料金属化相控阵天线，包括反射板和n*n个天线单元，n为大于等于2的偶数，*为乘运算符号，每个天线单元均包括塑料材质的基座、金属长臂结构、金属同轴探针和塑料材质的连接器；所述的基座包括固定板、芯柱和第一圆台，所述的固定板包括第一基板和第二基板，所述的第一基板为长方体形状，所述的第二基板为圆心角为180
°
的扇形板，将所述的第一基板的长边所在方向作为左右方向，宽边所在方向作为前后方向，厚度所在方向作为上下方向，所述的第一基板的长边长度大于其宽边长度，所述的第一基板沿上下方向的四个棱边处倒圆角，所述的第二基板
位于所述的第一基板的左侧，所述的第二基板的轴向沿上下方向，所述的第二基板的右端面为平面，所述的第二基板的右端面与所述的第一基板的左端面完全重合，所述的第二基板的半径为所述的第一基板的宽边长度的一半，将使所述的第一基板呈前后对称的平面称为第一对称面，所述的第二基板的中心轴线位于该第一对称面上，所述的第二基板的下端面与所述的第一基板的下端面齐平，所述的第二基板的上端面与所述的第一基板的上端面齐平，所述的第二基板和所述的第一基板上设置有上下贯穿的第一圆孔，所述的第一圆孔的中心轴线与所述的第二基板的中心轴线重合，所述的第一圆孔的半径是所述的第二基板的半径的一半；所述的第一圆台位于所述的第一基板的上方，所述的第一圆台的轴向沿上下方向，所述的第一圆台的上端面半径小于其下端面半径，所述的第一圆台的下端面与所述的基板的上端面固定连接，且两者呈贴合状态，所述的第一圆台的下端面的半径小于所述的第一基板的宽边长度；所述的第一圆台和所述的第一基板的中心线位于同一直线；所述的芯柱位于所述的第一圆台的上方，所述的芯柱包括第一柱体、第二柱体和第三柱体，所述的第一柱体为圆柱体，所述的第二柱体和所述的第三柱体为长方体形状，所述的第二柱体位于所述的第一柱体的左侧，所述的第三柱体位于所述的第一柱体的右侧，所述的第一柱体的中心轴线沿上下方向，所述的第二柱体和所述的第三柱体的上表面与所述的第一柱体的上表面齐平，所述的第二柱体和所述的第三柱体的下表面位于第一柱体的下表面所在平面的上方，将使所述的第一基板呈左右对称的平面称为第二对称面，所述的第二柱体和所述的第三柱体相对于所述的第二对称面左右对称，所述的第二柱体的右端面设置有第一弧形凹槽，所述的第三柱体的左端面设置有第二弧形凹槽，所述的第一柱体的两侧分别嵌入所述的第一弧形凹槽和所述的第二弧形凹槽内，且其侧壁分别与所述的第一弧形凹槽和所述的第二弧形凹槽的侧壁贴合，所述的第二柱体和所述的第三柱体沿前后方向的长度等于所述的第一柱体的半径，所述的第二柱体沿前后方向延伸且位于其左上侧的一条棱处倒圆角，所述的第三柱体沿前后方向延伸且位于其右上侧的一条棱处倒圆角，所述的第一柱体的下端面与所述的第一圆台的上端面固定连接且两者呈贴合状态，所述的第一柱体的半径与所述的第一圆台的上端面的半径相等；所述的第一柱体和所述的第一圆台同轴设置；所述的连接器为圆柱体状，所述的连接器的半径小于所述的第一柱体的半径，所述的连接器位于所述的第一基板的下方且与所述的第一柱体同轴，所述的连接器的上端面与第一基板的下端面固定连接且两者呈贴合状态；所述的金属同轴探针包括第一圆柱体、第二圆柱体、第一凸台和第二凸台，所述的第一圆柱体位于所述的第二圆柱体的下方，所述的第一圆柱体和所述的第二圆柱体与所述的第一柱体同轴设置，所述的第二圆柱体的下端面与所述的第一圆柱体的上端面固定连接且两者呈贴合状态，所述的第一凸台为圆台，所述的第一凸台的上端面的半径比其下端面的半径小，且其下端面的半径与所述的第二圆柱体的半径相等，所述的第一凸台设置在所述的第二圆柱体的上方，所述的第一凸台的下表面与所述的第二圆柱体的上端面固定连接且两者呈贴合状态，所述的第一凸台和所述的第二圆柱体同轴；所述的第一圆柱体的高度大于所述的连接器的高度，所述的第一圆柱体的半径小于所述的第二圆柱体的半径，所述的第二圆柱体的半径小于所述的连接器的半径；所述的第二凸台包括按照从上到下顺序依次设置的第二圆台、第三圆柱体和第三圆台，所述的第二圆台和所述的第三圆台大小形状完全相同，所述的第二圆台的上端面的半径比其下端面的半径小，所述的第三圆台的上端面半径比起下端面半径大，所述的第二圆台的上端面半径
和所述的第三圆台的下端面半径等于所述的第二圆柱体的半径，所述的第三圆台的上端面与所述的第三圆柱体的下端面固定连接且呈贴合状态，所述的第三圆柱体的上端面与所述的第二圆台的下端面固定连接且呈贴合状态，所述的第二圆台、所述的第三圆柱体和所述的第三圆台上同轴设置有上下贯穿的通孔，该通孔半径等于所述的第二圆柱体的半径，所述的第二圆柱体从该通孔处穿过，该通孔的内壁与第二圆柱体的外壁呈贴合状态；所述的第二圆台、所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种塑料金属化相控阵天线，包括反射板和n*n个天线单元，n为大于等于2的偶数，*为乘运算符号，其特征在于每个天线单元均包括塑料材质的基座、金属长臂结构、金属同轴探针和塑料材质的连接器；所述的基座包括固定板、芯柱和第一圆台，所述的固定板包括第一基板和第二基板，所述的第一基板为长方体形状，所述的第二基板为圆心角为180
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的扇形板，将所述的第一基板的长边所在方向作为左右方向，宽边所在方向作为前后方向，厚度所在方向作为上下方向，所述的第一基板的长边长度大于其宽边长度，所述的第一基板沿上下方向的四个棱边处倒圆角，所述的第二基板位于所述的第一基板的左侧，所述的第二基板的轴向沿上下方向，所述的第二基板的右端面为平面，所述的第二基板的右端面与所述的第一基板的左端面完全重合，所述的第二基板的半径为所述的第一基板的宽边长度的一半，将使所述的第一基板呈前后对称的平面称为第一对称面，所述的第二基板的中心轴线位于该第一对称面上，所述的第二基板的下端面与所述的第一基板的下端面齐平，所述的第二基板的上端面与所述的第一基板的上端面齐平，所述的第二基板和所述的第一基板上设置有上下贯穿的第一圆孔，所述的第一圆孔的中心轴线与所述的第二基板的中心轴线重合，所述的第一圆孔的半径是所述的第二基板的半径的一半；所述的第一圆台位于所述的第一基板的上方，所述的第一圆台的轴向沿上下方向，所述的第一圆台的上端面半径小于其下端面半径，所述的第一圆台的下端面与所述的基板的上端面固定连接，且两者呈贴合状态，所述的第一圆台的下端面的半径小于所述的第一基板的宽边长度；所述的第一圆台和所述的第一基板的中心线位于同一直线；所述的芯柱位于所述的第一圆台的上方，所述的芯柱包括第一柱体、第二柱体和第三柱体，所述的第一柱体为圆柱体，所述的第二柱体和所述的第三柱体为长方体形状，所述的第二柱体位于所述的第一柱体的左侧，所述的第三柱体位于所述的第一柱体的右侧，所述的第一柱体的中心轴线沿上下方向，所述的第二柱体和所述的第三柱体的上表面与所述的第一柱体的上表面齐平，所述的第二柱体和所述的第三柱体的下表面位于第一柱体的下表面所在平面的上方，将使所述的第一基板呈左右对称的平面称为第二对称面，所述的第二柱体和所述的第三柱体相对于所述的第二对称面左右对称，所述的第二柱体的右端面设置有第一弧形凹槽，所述的第三柱体的左端面设置有第二弧形凹槽，所述的第一柱体的两侧分别嵌入所述的第一弧形凹槽和所述的第二弧形凹槽内，且其侧壁分别与所述的第一弧形凹槽和所述的第二弧形凹槽的侧壁贴合，所述的第二柱体和所述的第三柱体沿前后方向的长度等于所述的第一柱体的半径，所述的第二柱体沿前后方向延伸且位于其左上侧的一条棱处倒圆角，所述的第三柱体沿前后方向延伸且位于其右上侧的一条棱处倒圆角，所述的第一柱体的下端面与所述的第一圆台的上端面固定连接且两者呈贴合状态，所述的第一柱体的半径与所述的第一圆台的上端面的半径相等；所述的第一柱体和所述的第一圆台同轴设置；所述的连接器为圆柱体状，所述的连接器的半径小于所述的第一柱体的半径，所述的连接器位于所述的第一基板的下方且与所述的第一柱体同轴，所述的连接器的上端面与第一基板的下端面固定连接且两者呈贴合状态；所述的金属同轴探针包括第一圆柱体、第二圆柱体、第一凸台和第二凸台，所述的第一圆柱体位于所述的第二圆柱体的下方，所述的第一圆柱体和所述的第二圆柱体与所述的第一柱体同轴设置，所述的第二圆柱体的下端面与所述的第一圆柱体的上端面固定连接且两者呈贴合状态，所述的第一凸台为圆台，所述的第一凸台的上端面的半径比其下端面的半径小，且其下端面的半径与所述的第二圆柱体的半径相等，所述的第一凸台设置在所述的第二圆
柱体的上方，所述的第一凸台的下表面与所述的第二圆柱体的上端面固定连接且两者呈贴合状态，所述的第一凸台和所述的第二圆柱体同轴；所述的第一圆柱体的高度大于所述的连接器的高度，所述的第一圆柱体的半径小于所述的第二圆柱体的半径，所述的第二圆柱体的半径小于所述的连接器的半径；所述的第二凸台包括按照从上到下顺序依次设置的第二圆台、第三圆柱体和第三圆台，所述的第二圆台和所述的第三圆台大小形状完全相同，所述的第二圆台的上端面的半径比其下端面的半径小，所述的第三圆台的上端面半径比起下端面半径大，所述的第二圆台的上端面半径和所述的第三圆台的下端面半径等于所述的第二圆柱体的半径，所述的第三圆台的上端面与所述的第三圆柱体的下端面固定连接且呈贴合状态，所述的第三圆柱体的上端面与所述的第二圆台的下端面固定连接且呈贴合状态，所述的第二圆台、所述的第三圆柱体和所述的第三圆台上同轴设置有上下贯穿的通孔，该通孔半径等于所述的第二圆柱体的半径，所述的第二圆柱体从该通孔处穿过，该通孔的内壁与第二圆柱体的外壁呈贴合状态；所述的第二圆台、所述的第三圆柱体和所述的第三圆台均与所述的第二圆柱体固定连接，所述的第三圆台的下端面与所述的第二圆柱体的下端面的距离等于所述的第二圆台与所述的第二圆柱体的上端面的距离；所述的金属同轴探针自上而下贯穿所述的第一柱体、所述的第一圆台、所述的第一基板和所述的连接器，所述的第一圆柱体的下端面与所述的连接器的下端面齐平，所述的第二圆柱体的上端面位于所述的第一柱体的上端面所在平面的上方；所述的金属长臂结构包括裂缝式巴伦、第一金属片、第二金属片和金属壳，所述的第一金属片附着在所述的第二柱体的左端面上，所述的第一金属片的上端面与所述的第二柱体的上端面齐平，所述的第一金属片的前端面与所述的第二柱体的前端面齐平，所述的第一金属片的后端面与所述的第二柱体的后端面齐平，所述的第一金属片的下端面与所述的第二柱体的下端面所在平面的上方，所述的第二金属片附着在所述的第三柱体的右端面上，所述的第二金属片和所述的第一金属片左右对称；所述的金属壳包覆在所述的第一圆台和所述的固定板的外部，将所述的第一圆台和所述的固定板暴露在外部的表面紧密包裹住；所述的的裂缝式巴伦包括左臂、右臂、第三金属片、第四金属片、第五金属片和圆筒状壳体；所述的左臂和所述的右臂是两个形状大小相同的金属片，所述的左臂设置在所述的第二柱体的上方，所述的左臂的下端面与所述的第二柱体的上端面固定连接且两者呈贴合，所述的左臂的前端面与所述的第二柱体的前端面上下对齐，所述的左臂的后端面与所述的第二柱体的后端面上下对齐，所述的左臂的左端面与所述的第一金属片的上端面连接且两者连接处倒圆角后与所述的第二柱体的倒圆角部位贴合，所述的左臂的右端面与所述的第二柱体的右端面上下对齐，所述的左臂的右端面设置有第三弧形凹槽，所述的右臂和所述的左臂左右对称，所述的右臂的左端面...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯皓盈，尤阳，陈莉，林奕彤，徐林通，陆云龙，黄季甫，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：