馈电针及微带天线的制作方法

本实用新型涉及天线技术领域，特别是涉及一种馈电针及微带天线。

背景技术：

微带天线广泛应用于通信、导航、数据传输等多个领域中，具有低剖面、可靠性高、易生产、低成本等特点。

传统的微带天线，通常由第一金属层、介质层、第二金属层和馈电针组成。其中，第一金属层和第二金属层分别覆盖于介质层的两个相对的表面。第一金属层为信号辐射层，第二金属层为参考接地层，馈电针垂直穿过介质层，馈电针与第一金属层采用焊接工艺连接，保证馈电针与第一金属层的有效连接，馈电针与第二金属层不连接。

在实现传统技术的过程中，发明人发现至少存在以下技术问题：在馈电针安装的过程中，容易损伤介质层。

技术实现要素：

基于此，有必要针对在馈电针安装的过程中，容易损伤介质层的问题，提供一种馈电针及微带天线。

一种馈电针，包括：针帽；第一针体段，连接于所述针帽，所述第一针体段的表面形成有螺纹；第二针体段，连接于所述第一针体段，所述第二针体段的表面光滑；其中，沿所述针帽至所述第二针体段的观察方向，所述针帽的周向轮廓完全覆盖所述第一针体段的周向轮廓，所述针帽靠近所述第一针体段的端面呈弧形或锥形。

上述技术方案至少具有以下技术效果：本技术方案所提供的馈电针，针帽的周向轮廓完全覆盖第一针体段的周向轮廓，能够使馈电针架设于第一金属层；第一针体段的表面形成有螺纹，螺纹与介质层中预留的通孔紧固配合，实现了馈电针的物理安装，避免了馈电针与第一金属层的焊接工艺，减少了对介质层的损伤，使得馈电针能够与第一金属层实现紧密接触，实现电性连接。同时，针帽靠近第一针体段的端面呈弧形或锥形，能够增加针帽嵌入第一金属层的面积，增加针帽与第一金属层的接触面积，以进一步地保证针帽与第一金属层的连接可靠性。

在其中一个实施例中，所述螺纹为圆柱螺纹，沿所述针帽至所述第二针体段的方向，所述螺纹的大径不变。

在其中一个实施例中，所述螺纹为锥形螺纹，沿所述针帽至所述第二针体段的方向，所述螺纹的大径呈减小趋势。

在其中一个实施例中，所述螺纹的大径大于所述第二针体段的径向尺寸。

在其中一个实施例中，所述第一针体段还包括与所述螺纹衔接的过渡段，所述过渡段与所述第二针体段衔接。

在其中一个实施例中，所述针帽背离所述第一针体段的端面具有一字槽或十字槽。

一种微带天线，包括：介质层，具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面设有第一金属层，所述第二表面设有第二金属层；所述介质层还具有贯穿所述第一金属层和所述第二金属层的阶梯通孔，所述阶梯通孔包括依次衔接的第一通孔和第二通孔；如上任一实施例所述的馈电针安装于所述阶梯通孔，所述针帽至少部分地嵌入所述第一金属层，所述第一针体段与所述第一通孔配合，所述第二针体段与所述第二通孔配合，所述第二针体段伸出所述第二通孔。

上述技术方案至少具有以下技术效果：本技术方案所提供的微带天线采用如上任一实施例所提供的馈电针，针帽的周向轮廓完全覆盖第一针体段的周向轮廓，能够使馈电针架设于第一金属层；第一针体段的表面形成有螺纹，螺纹与第一通孔紧固配合，实现了馈电针的物理安装，避免了馈电针与第一金属层的焊接工艺，减少了对介质层的损伤，使得馈电针能够与第一金属层实现紧密接触，实现电性连接。同时，针帽靠近第一针体段的端面呈弧形或锥形，能够增加针帽嵌入第一金属层的面积，增加针帽与第一金属层的接触面积，以进一步地保证针帽与第一金属层的连接可靠性。

在其中一个实施例中，所述针帽与所述第一金属层之间填有导电胶。

在其中一个实施例中，所述螺纹的大径大于所述第一通孔的径向尺寸。

在其中一个实施例中，所述螺纹的大径大于所述第二针体段的径向尺寸，所述第一通孔的径向尺寸大于所述第二通孔的径向尺寸。

附图说明

图1为本实用新型一实施例馈电针的结构示意图；

图2为图1所示馈电针的A-A剖视示意图；

图3为本实用新型另一实施例馈电针的结构示意图；

图4为图3所示馈电针的B-B剖视示意图；

图5为本实用新型一实施例微带天线的结构示意图；

图6为本实用新型另一实施例微带天线的结构示意图。

其中：

100、馈电针 110、针帽 120、第一针体段

122、螺纹段 124、过渡段 130、第二针体段

200、微带天线 210、介质层 211、阶梯通孔

212、第一通孔 214、第二通孔 220、第一金属层

230、第二金属层

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

微带天线的介质层有多种材质的选择，例如陶瓷、复合材料、工程改性塑料等，不同材料的可焊接性和耐温特性不同，在焊接和安装馈电针时需要特别处理。其中复合材料和工程改性塑料耐热性远低于陶瓷，一般在150℃到180℃之间，一般焊锡的焊接温度高于220℃，采用传统的焊接工艺将馈电针焊接在不耐高温材料上就会损坏介质层，无法实现有效焊接。

为此，请参考图1至图4，本实用新型的实施例提供了一种馈电针100，包括：针帽110；第一针体段120，连接于针帽110，第一针体段120的表面形成有螺纹；第二针体段130，连接于第一针体段120，第二针体段130的表面光滑；其中，沿针帽110至第二针体段130的观察方向，针帽110的周向轮廓完全覆盖第一针体段120的周向轮廓，针帽110靠近第一针体段120的端面呈弧形或锥形。如图1和图2所示，针帽110靠近第一针体段120的端面呈锥形；如图3和图4所示，针帽110靠近第一针体段120的端面呈弧形。

在馈电针100安装于介质层时，第一金属层为信号辐射层，第二金属层为参考接地层。

针帽110背离第一针体段120的端面可以是圆形平面、方形平面、多边形平面或其他异形结构，以提高针帽110与第一金属层连接的可靠性。针帽110的周向轮廓完全覆盖第一针体段120的周向轮廓，能够使馈电针100架设于第一金属层。针帽110靠近第一针体段120的端面呈弧形或锥形，相对于平面形的端面，能够增加针帽110嵌入第一金属层的面积，增加针帽110与第一金属层的接触面积，以进一步地保证针帽110与第一金属层的连接可靠性。

第一针体段120的螺纹可以设置成不同的螺纹结构，例如，圆柱螺纹、锥形螺纹、或组合式的螺纹，还可以设置成不同的螺牙形状，例如，三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹及其他特殊形状螺纹。第一针体段120的表面形成有螺纹，螺纹与介质层中预留的通孔紧固配合，实现了馈电针100的物理安装，避免了馈电针100与第一金属层的焊接工艺，减少了对介质层的损伤，使得馈电针100能够与第一金属层实现紧密接触，实现电性连接。

第二针体段130的表面光滑，通常为圆柱形。如此设置，减少了生产过程中加工螺纹的时间，且在安装对位的过程中，也更加快速。

本实用新型所提供的馈电针100适用于不同材质的介质层，例如，陶瓷、复合材料、工程改性塑料等。

上述技术方案至少具有以下技术效果：本技术方案所提供的馈电针100，针帽110的周向轮廓完全覆盖第一针体段120的周向轮廓，能够使馈电针100架设于第一金属层；第一针体段120的表面形成有螺纹，螺纹与介质层中预留的通孔紧固配合，实现了馈电针100的物理安装，避免了馈电针100与第一金属层的焊接工艺，减少了对介质层的损伤，使得馈电针100能够与第一金属层实现紧密接触，实现电性连接。同时，针帽110靠近第一针体段120的端面呈弧形或锥形，能够增加针帽110嵌入第一金属层的面积，增加针帽110与第一金属层的接触面积，以进一步地保证针帽110与第一金属层的连接可靠性。

第一针体段120与介质层预留的通孔紧密配合，第一针体段120可以直接垂直按压到介质层预留的通孔中，或者可以垂直旋转拧紧到介质层预留的通孔中。以下根据介质层材料的不同，举例说明。

在一些实施例中，螺纹为圆柱螺纹，沿针帽110至第二针体段130的方向，螺纹的大径不变。针对材料硬度较软的介质层，例如工程改性塑料，第一针体段120形成有圆柱螺纹，螺纹的径向尺寸不变，可以直接将馈电针100垂直按压到介质层预留的通孔中，通过针帽110实现与第一金属层的有效连接，通过第一针体段120的螺纹实现与通孔的紧固，第二针体段130穿过介质层，伸出第二金属层。

在其他一些实施例中，螺纹为锥形螺纹，沿针帽110至第二针体段130的方向，螺纹的大径呈减小趋势。针对材料硬度较硬的介质层，例如复合材料，第一针体段120形成有锥形螺纹，螺纹的径向尺寸沿针帽110至第二针体段130的方向逐渐减小，可以将馈电针100垂直旋转拧紧到介质层预留的通孔中，通过针帽110实现与第一金属层的有效连接，通过第一针体段120的螺纹实现与通孔的紧固，第二针体段130穿过介质层，伸出第二金属层。

在一些实施例中，螺纹的大径大于第二针体段130的径向尺寸。为了进一步地保证馈电针100与介质层之间连接的可靠性，以及第一针体段120的牢固性，避免第一针体段120的机械损伤，故将螺纹的大径设置为大于第二针体段130的径向尺寸。

在一些实施例中，第一针体段120还包括与螺纹衔接的过渡段124，过渡段124与第二针体段130衔接。第一针体段120的表面形成有螺纹的部分定义为螺纹段122，过渡段124一般呈锥形，过渡段124的径向尺寸自螺纹段122至第二针体段130逐渐减小。如此设置，能够使得馈电针100安装至介质层时的过程更加顺畅。例如，螺纹为锥形螺纹，在螺纹段122与第二针体段130之间形成有过渡段124，锥形螺纹的锥度与过渡段124的锥度相同。

在一些实施例中，针帽110背离第一针体段120的端面具有一字槽或十字槽。如此设置，在馈电针100安装至介质层时，能够使用拧紧工具(例如，螺丝刀)与一字槽或十字槽配合，将馈电针100旋转拧紧至介质层中，操作更加方便，节省力气，提高安装效率。

请继续参考图5至图6，本实用新型的实施例提供了一种微带天线200，包括：介质层210，具有相对的第一表面和第二表面，第一表面设有第一金属层220，第二表面设有第二金属层230；介质层210还具有贯穿第一金属层220和第二金属层230的阶梯通孔211，阶梯通孔211包括依次衔接的第一通孔212和第二通孔214；如上任一实施例所述的馈电针100安装于阶梯通孔211，针帽110至少部分地嵌入第一金属层220，第一针体段120与第一通孔212配合，第二针体段130与第二通孔214配合，第二针体段130伸出第二通孔214。

第一金属层220为信号辐射层，第二金属层230为参考接地层，又称为反射层。馈电针100架设于第一金属层220，贯穿介质层210，并伸出第二金属层230。针帽110具有相对第一针体段120较大的周向轮廓，故而架设于第一金属层220，由于针帽110靠近第一针体段120的端面呈弧形或锥形，因此，相对于平面形的端面，增大了针帽110与第一金属层220之间的接触面积，针帽110也至少部分地嵌入第一金属层220，进一步地保证了针帽110与第一金属层220之间电性连接的可靠性。第一针体段120利用螺纹与第一通孔212的紧密配合，实现了馈电针100与介质层210的锁紧，保证了针帽110与第一金属层220之间电性连接的稳定性，避免了针帽110与第一金属层220之间的焊接工艺，避免了对介质层210的损伤，减少了安装工序，加快了安装效率。

传统的微带天线采用螺钉型馈电针结构，此馈电针就是一颗直径很细的螺钉，螺钉头预留一字或十字槽方便拧紧固定，螺钉设计成细牙结构，在安装微带天线时将此螺钉穿过介质层和需要安装的电路板，在电路板的另一侧用螺母固定该螺钉。该类馈电针存在安装复杂，且螺帽占用较大空间的缺点，在结构紧凑的电路结构中不适用。本实施例中，微带天线200在安装时，馈电针100的第二针体段130穿过电路板，在另外一侧焊接焊点，即可实现微带天线200与后端电路板的连接。

上述技术方案至少具有以下技术效果：本技术方案所提供的微带天线200采用如上任一实施例所提供的馈电针100，针帽110的周向轮廓完全覆盖第一针体段120的周向轮廓，能够使馈电针100架设于第一金属层220；第一针体段120的表面形成有螺纹，螺纹与第一通孔212紧固配合，实现了馈电针100的物理安装，避免了馈电针100与第一金属层220的焊接工艺，减少了对介质层210的损伤，使得馈电针100能够与第一金属层220实现紧密接触，实现电性连接。同时，针帽110靠近第一针体段120的端面呈弧形或锥形，能够增加针帽110嵌入第一金属层220的面积，增加针帽110与第一金属层220的接触面积，以进一步地保证针帽110与第一金属层220的连接可靠性。

在一些实施例中，针帽110与第一金属层220之间填有导电胶。为了进一步地提高馈电针100与第一金属层220之间的可靠性和紧固性，在馈电针100安装至介质层210时，采用点胶的方式进行加固。根据馈电针100的尺寸问题，如果第一针体段120与第一金属层220之间存在接触配合的关系，则在第一针体段120与第一金属层220接触的部分也采用点胶的方式进行加固，使二者的接触面之间填充有导电胶。

此外，在一些实施例中，为了提高馈电针100与介质层210之间连接关系的可靠性和紧固性，在第一针体段120与第一通孔212之间(第一针体段120不与第一金属层220接触的部分)、第二针体段130与第二通孔214之间可以填充有胶水。

在一些实施例中，螺纹的大径大于第一通孔212的径向尺寸。为了使得第一针体段120与第一通孔212紧密配合，将螺纹的大径设置成略大于第一通孔212的径向尺寸，类似于过盈配合，使得第一针体段120与第一通孔212组装后无法转动，保证配合的紧密性和可靠性。

在其他一些实施例中，第一通孔212的内壁也可以形成有与第一针体段120的螺纹配合的内螺纹，使得馈电针100更加牢固地固定在介质层210。

在一些实施例中，螺纹的大径大于第二针体段130的径向尺寸，第一通孔212的径向尺寸大于第二通孔214的径向尺寸。为了进一步地保证馈电针100与介质层210之间连接的可靠性，以及第一针体段120的牢固性，避免第一针体段120的机械损伤，故将螺纹的大径设置为大于第二针体段130的径向尺寸，相对应地，第一通孔212的径向尺寸大于第二通孔214的径向尺寸。

在一个具体的实施例中，如图5所示，针对材料硬度较软的介质层210，例如工程改性塑料，第一针体段120形成有圆柱螺纹，圆柱螺纹的大径略大于第一通孔212的径向尺寸，将馈电针100垂直按压到阶梯通孔211中，通过针帽110与第一金属层220有效连接，螺纹部分与第一通孔212紧固交错，第二针体段130穿过介质层210，并穿出第二金属层230。在安装微带天线200时，第二针体段130穿过电路板，在电路板的另一侧直接焊接实现微带天线200与电路板的连接。

在一个具体的实施例中，如图6所示，针对材料硬度较硬的介质层210，例如复合材料，第一针体段120形成有锥形螺纹，锥形螺纹的大径略大于第一通孔212的径向尺寸，在针帽110背离第一针体段120的端面刻蚀有一字槽，将馈电针100垂直旋拧到阶梯通孔211中，通过针帽110与第一金属层220有效连接，螺纹部分与第一通孔212紧固交错，第二针体段130穿过介质层210，并穿出第二金属层230。在安装微带天线200时，第二针体段130穿过电路板，在电路板的另一侧直接焊接实现微带天线200与电路板的连接。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。