贴片天线构造制造技术

本发明专利技术涉及贴片天线构造。所公开的是贴片天线和贴片天线构造的方法。所公开的贴片天线包括三个主要元件：电介质主体、辐射贴片元件（辐射器板、辐射元件或谐振元件）和馈电销钉。为了组装天线，辐射器板被压配合到电介质主体中，以便各自中的配合特征和孔对准。馈电销钉然后传递通过对准的孔。可以通过粘合剂或机械手段提供辐射器板和/或馈电销钉的额外固定。因此，与目前通常采用的方法相比较，制造过程被简化并且提供更一致的结果和降低的成本。

Patch antenna structure

The present invention relates to the structure of the patch antenna. It is disclosed that the patch antenna and the patch antenna are constructed. The patch antenna disclosed includes three main components: dielectric body, radiation patch element (radiator plate, radiation element or resonant element) and feed pin. In order to assemble the antenna, the radiator plate is pressed into the dielectric body so that the matching features and the holes in each of them are aligned. The feed pin is then passed through the aligning hole. Additional fixers for radiator plates and / or feed pins can be provided by adhesives or mechanical means. Therefore, compared with the commonly used methods, the manufacturing process is simplified and provides more consistent results and reduced costs.

【技术实现步骤摘要】
贴片天线构造交叉引用本申请要求2016年9月26日提交的、名称为PatchAntennaConstruction（贴片天线构造）的美国临时申请号62/399,839的权益，该申请通过引用并入本文中。
本公开大体涉及天线，且尤其涉及贴片天线和贴片天线的构造。
技术介绍
随着无线通信技术的进步，诸如移动电话、全球定位系统（GPS）接收器等的设备变得更流行，从而驱动性能更好、更可靠且更便宜的天线技术的发展。因为其鲁棒性、性能和相对低的成本，贴片天线已经成为许多应用中的偏好解决方案。下一代通信技术，诸如物联网（IoT）、机器对机器（M2M）通信、跟踪设备、车队车载信息系统和汽车应用，只会增加该趋势。在典型的贴片天线设计中，顶侧辐射元件包括经由丝网印刷方法施加到电介质基底的金属浆料。除非单个或者小量印刷，否则在每一个元件的表面上的印刷地点从单元到单元而变化。这继而使每单元调整成为必要，这抬高了成本且可以对天线精度和性能的一致性具有负面影响。所需要的是一种用于贴片天线的构造的方法，其消除了每单元调整、简化了制造、供给更一致的性能以及降低成本和得到贴片天线。
技术实现思路
所公开的是贴片天线和贴片天线构造的方法。所公开的贴片天线包括三个主要元件：电介质主体、辐射贴片元件（辐射器板）和馈电销钉（feedpin）。电介质主体包含匹配辐射器板的一个或多个配合物理特征的一个或多个物理特征。这些配合特征提供辐射器板相对于电介质主体的正确的对准和固定。电介质主体和辐射器板各自包含中央孔。为了组装天线，辐射器板被压配合到电介质主体中，以便在每个中的配合特征和孔对准。馈电销钉然后传递通过对准的孔，这使得天线能够连接至外部元件，例如电子部件、系统和/或通信设备。可以通过粘合剂或机械手段提供辐射器板和/或馈电销钉的额外固定。因此，与目前所采用的方法相比较，制造过程被简化并且提供更一致的结果和降低的成本。贴片天线还能包括多个销钉，诸如2、3或4个销钉。额外实施例包括从电介质主体朝上突出以与辐射器板的物理特征接合的特征，诸如侧、角或孔，因此确保辐射器板相对于电介质主体的对准。贴片天线的公开配置还通过允许没有手动焊接的压配合来提供组装的简易性。这以更低的成本实现了更快的生产。额外地，实现更强的机械冲击性能以及对温度改变的抗性。在使用塑料材料时，压配合组装尤其合适，如果在高温下使用回流焊接，则塑料材料否则可能会熔化。本公开的方面涉及贴片天线。合适的贴片天线包括：由导电材料构造的辐射元件，其具有顶部表面和底部表面，其中，辐射元件孔在所述辐射元件内对称地偏心定位；电介质基底，其具有接合所述辐射元件的至少一个表面的平面表面和对称地偏心定位的电介质基底孔，其中，所述电介质基底被配置成牢固接合所述辐射元件，以便所述电介质基底孔与所述辐射元件孔对准；具有头和柄部的导电馈电销钉；其中，所述导电馈电销钉的柄部从所述辐射元件上的馈电点传递通过所述辐射元件孔和所述电介质基底孔。辐射元件能够经由摩擦配合或过盈配合固定到电介质基底。额外地，辐射元件能够经由粘合剂结合固定到电介质基底。在一些配置中，所述导电馈电销钉经由粘合剂结合固定到所述辐射元件和所述电介质基底中的至少一个。导电馈电销钉能够经由机械紧固固定到辐射元件和电介质基底。还能包括一个或多个额外导电馈电销钉。电介质基底能够是塑料的。贴片天线谐振元件是圆形的、椭圆形的、卵形的、正方形的、或矩形的。本公开的另一方面涉及构造或制造贴片天线的方法。合适的方法包括如下步骤：冲压或精密切割辐射元件；将由导电材料构造的所述辐射元件置放到电介质基底上，所述辐射元件具有顶部表面和底部表面，其中，辐射元件孔在所述辐射元件中对称地偏心定位，所述电介质基底具有平面表面和对称地偏心定位的电介质基底孔；将所述辐射元件孔与所述电介质基底孔对准；将所述辐射元件固定至所述电介质基底；以及将导电馈电销钉传递通过所述辐射元件孔和所述电介质基底孔。固定辐射元件的步骤能够经由摩擦配合或过盈配合实现。在一些方面中，固定辐射元件的步骤能够经由粘合剂结合实现。其他方面包括摩擦/过盈配合和结合的组合。额外地，固定馈电销钉的步骤能够经由粘合剂结合、摩擦/过盈、或其组合实现。额外地，固定馈电销钉的步骤能够包括机械紧固。在一些配置中，所述电介质基底是塑料的。贴片天线和/或谐振元件能够是圆形的、椭圆形的、卵形的、正方形的、或矩形的。本公开的又另一方面涉及贴片天线系统。合适的贴片天线系统包括第一和第二贴片天线，其包括：由导电材料构造的辐射元件，辐射元件具有顶部表面和底部表面，其中，辐射元件孔在所述辐射元件内对称地偏心定位；电介质基底，其具有接合所述辐射元件的至少一个表面的平面表面和对称地偏心定位的电介质基底孔，其中，所述电介质基底被配置成牢固接合所述辐射元件，以便所述电介质基底孔与所述辐射元件孔对准；具有头和柄部的导电馈电销钉；其中，所述导电馈电销钉的柄部从所述辐射元件上的馈电点传递通过所述辐射元件孔和所述电介质基底孔，其中，所述第一贴片天线包括用于接合所述第二贴片天线的第二导电馈电销钉。通过引用并入在本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请以如同具体地且单独地指示每个个别出版物、专利或专利申请通过引用并入的程度通过引用并入本文中。参见，例如：1992年10月13日授权Thursby等，题目为Tapetypemicrostrippatchantenna（带型微条贴片天线）的US5,155,493A；1993年5月11日授予Pett等，题目为Microstrippatchantennastructure（微条贴片天线结构）的US5,210,542A；1995年1月17日授予Pett等，题目为Broadbandcircularpolarizationantenna（宽频带圆极化天线）的US5,382,959A；1995年4月4日授予Sa等，题目为Patchcoupledaperturearrayantenna（贴片联接的孔阵列天线）的US5,404,145A；1995年8月15日授予Sanford等，题目为Raisedpatchantenna（凸起的贴片天线）的US5,442,366A；1999年11月2日授予Kuramoto等，题目为Patchantennaandmethodformakingthesame（贴片天线和用于制成贴片天线的方法）的US5,977,710A；2001年4月3日授予Holden等，题目为Microstrippatchantenna（微条贴片天线）的US6,211,824B1；2001年6月12日，授予Deming等，题目为Microstripwidebandantennaandradome（微条宽频带天线和天线屏蔽器）的US6,246,368B1；2001年9月18日授予Romanofsky，题目为Multi-modebroadbandpatchantenna（多-模式宽频带贴片天线）的US6,292,143B1；2001年10月23日授予Krantz，题目为Patchantennawithcustomdielectric（带有定制电介质的贴片天线）的US6,307,509B1；2002年3月19日授予Kuntzsch，题目为Patc本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种贴片天线，其包括：由导电材料构造的辐射元件，其具有顶部表面和底部表面，其中，辐射元件孔在所述辐射元件内对称地偏心定位；电介质基底，其具有接合所述辐射元件的至少一个表面的平面表面和对称地偏心定位的电介质基底孔，其中，所述电介质基底被配置成牢固接合所述辐射元件，以便所述电介质基底孔与所述辐射元件孔对准；具有头和柄部的导电馈电销钉；其中，所述导电馈电销钉的所述柄部从所述辐射元件上的馈电点传递通过所述辐射元件孔和所述电介质基底孔。

【技术特征摘要】
2016.09.26 US 62/399839;2017.09.15 US 15/7055641.一种贴片天线，其包括：由导电材料构造的辐射元件，其具有顶部表面和底部表面，其中，辐射元件孔在所述辐射元件内对称地偏心定位；电介质基底，其具有接合所述辐射元件的至少一个表面的平面表面和对称地偏心定位的电介质基底孔，其中，所述电介质基底被配置成牢固接合所述辐射元件，以便所述电介质基底孔与所述辐射元件孔对准；具有头和柄部的导电馈电销钉；其中，所述导电馈电销钉的所述柄部从所述辐射元件上的馈电点传递通过所述辐射元件孔和所述电介质基底孔。2.根据权利要求1所述的贴片天线，其中，所述辐射元件经由摩擦配合或过盈配合固定到所述电介质基底。3.根据权利要求1所述的贴片天线，其中，所述辐射元件经由粘合剂结合固定到所述电介质基底。4.根据权利要求1所述的贴片天线，其中，所述导电馈电销钉经由粘合剂结合固定到所述辐射元件和所述电介质基底中的至少一个。5.根据权利要求1所述的贴片天线，其中，所述导电馈电销钉经由机械紧固固定到所述辐射元件和所述电介质基底。6.根据权利要求1所述的贴片天线，其还包括一个或多个额外导电馈电销钉。7.根据权利要求1所述的贴片天线，其中，所述电介质基底是塑料的。8.根据权利要求1所述的贴片天线，其中，谐振元件是圆形的、正方形的、或矩形的。9.一种构造贴片天线的方法，其包括如下步骤：冲压或精密切割辐射元件；将由导电材料构造的所述辐射...

【专利技术属性】
技术研发人员：CM安德森，
申请(专利权)人：陶格拉斯集团控股有限公司，
类型：发明
国别省市：爱尔兰,IE