具有导电颗粒的塑料空气波导天线的制作方法

背景技术：

1、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。

2、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。

技术实现思路

1、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。

2、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。

3、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。

4、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。

5、本
技术实现要素：
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。

技术特征：

1.一种天线，包括：

2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述导电材料的颗粒包括导电材料的纤维、棒、股线、晶体、团粒或片的至少一种。

3.如权利要求2所述的天线，其特征在于，所述导电材料包括不锈钢、铝、青铜、碳石墨，其任何组合，其合金或其复合材料中的至少一种。

4.如权利要求1所述的天线，其特征在于，嵌有导电材料的颗粒的所述树脂包括20％和60％之间的导电材料。

5.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述树脂的不导电材料包括聚合物、塑料或热塑性塑料中的至少一种。

6.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述树脂的不导电材料包括基于聚四氟乙烯(ptfe)、聚醚酰亚胺(pei)或聚醚醚酮(peek)的材料的至少一种。

7.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述表面的第一部分是不导电的。

8.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线结构的所述表面还包括其上暴露导电材料的颗粒的所述表面的第三部分，所述第三部分与所述表面的第二部分相邻。

9.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一部分包括吸收图案，所述吸收图案通过以图案去除所述表面的第一部分的一部分而形成。

10.如权利要求9所述的天线，其特征在于，所述吸收图案的图案包括交叉阴影、凹痕或槽。

11.如权利要求9所述的天线，其特征在于，所述吸收图案包括电磁带隙结构。

12.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线还包括隔加的天线结构，所述天线结构和附加的天线结构组装成分层的堆叠，所述分层的堆叠中的每一层电气连接。

13.如权利要求12所述的天线，其特征在于，所述分层的堆叠被构造成三维天线阵列。

14.如权利要求12所述的天线，其特征在于，所述分层的堆叠使用导电胶电气连接。

15.如权利要求12所述的天线，其特征在于，所述分层的堆叠包括至少三个天线结构。

16.如权利要求12所述的天线，其特征在于，所述分层的堆叠的每一个天线结构的波导结构具有与所述分层的堆叠的另一天线结构的波导结构不同的图案。

17.如权利要求12所述的天线，其特征在于，所述天线结构附连到印刷电路板。

18.如权利要求17所述的天线，其特征在于，所述印刷电路板还包括驱动或控制由所述分层的堆叠传送或接收的电磁能量或信号的集成电路。

19.如权利要求18所述的天线，其特征在于，所述天线结构在所述集成电路上定位在所述印刷电路板上，所述天线结构包括由所述集成电路占据的腔体。

20.如权利要求17所述的天线，其特征在于，

技术总结
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。

技术研发人员：S·D·布朗登伯格,M·W·赫德森,D·W·齐默尔曼
受保护的技术使用者：安波福技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15