專利名稱：超材料天線罩的制造方法
技術領域：
本發明涉及天線罩，更具體地說，涉及一種天線罩的制造方法。
背景技術：
現在天線罩作為一種天線的防護件，得到了廣泛的應用，而且隨著應用各方面的發展，對天線罩的電氣性能和力學性能提出了更高的要求。在電氣性能方面，目前人們多采用如玻璃鋼等介電常數和損耗均較低且機械強度高的材料來制造天線罩，但由這些材料制成的天線罩的電氣性能較差。而超材料作為一種新型的透波材料逐漸被研究人員關注并用于制作天線罩。超材料是一種具有天然材料所不具備的超常物理性質的人工復合結構材料。當前，人們在介質基板上周期性地排列具有一定幾何形狀的超材料人工微結構來形成超材料。由于可以利用超材料人工微結構的幾何形狀和尺寸以及排布方式來改變超材料空間各點的介電常數和/或磁導率，使其產生預期的電磁響應，以控制電磁波的傳播，可見，由超材料制作的天線罩可具有良好的電氣性能。但是，由于現有的超材料多沿用PCB的工藝制備，只適用于加工平板的超材料，而由于天線罩為了各種目的需要制成各種形狀，用現有的工藝無法實現。
發明內容
本發明要解決的技術問題在于，提供一種按照需要制造各種形狀的超材料天線罩的方法。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種超材料天線罩的制造方法，所述制造方法包括以下步驟a.制作一第一模具，所述第一模具具有一凹腔和置于所述凹腔內的型芯，從而形成一模腔；b.向所述模腔內注入熔融的第一塑料；c.待第一塑料冷卻固化后，即得一罩體；d.制作一第二模具，所述第二模具具有與所述第一模具的凹腔相同的凹腔和可置于所述凹腔內的型芯，所述第二模具的型芯小于所述第一模具的型芯；e.將所述罩體放入所述第二模具的凹腔內，并于所述罩體的內表面貼覆一具有超材料人工微結構的超材料薄膜；f.閉合所述第二模具，讓所述第二模具的型芯置于凹腔內而形成一模腔；g.向所述第二模具的模腔內注入熔融的第二塑料，所述第二塑料的熔融溫度低于所述第一塑料的熔融溫度；
h.待第二塑料冷卻固化后開模，即得一具有超材料人工微結構且表面形狀與所述第一模具的模腔相同的超材料天線罩。優選地，所述超材料薄膜包括薄膜基材和附著于所述薄膜基材的多個超材料人工微結構。優選地，所述薄膜基材由塑料制成。優選地，所述第二塑料的熔融溫度低于用于制造所述薄膜基材的塑料的熔融溫度。優選地，所述第一塑料的熔融溫度低于用于制造所述薄膜基材的塑料的熔融溫度。優選地，所述超材料薄膜通過熱壓的方法貼合于所述罩體的內表面上。優選地，所述薄膜基材是柔性基材。
優選地，所述薄膜基材由聚酰亞胺制成。優選地，所述第一塑料的玻璃化轉變溫度為95 120°C。優選地，所述第一塑料的玻璃化轉變溫度為100°C。本發明的超材料天線罩的制造方法具有以下有益效果通過按照需要制作不同形狀的模腔來制得各種形狀的超材料天線罩，而且通過二次注塑成型將超材料人工微結構內置于材料內部保護起來，防止在使用過程外界對超材料人工微結構的磨損和破壞，以致影響超材料天線罩的電磁性能。
下面將結合附圖及具體實施方式
對本發明作進一步說明。圖I是本發明的超材料天線罩的制造方法的較佳實施方式的流程圖；圖2和圖3是圖I的注塑過程圖；圖4是圖3中的超材料薄膜的放大示意圖；圖5是經由圖2和圖3中的注塑工藝制得的中空圓柱形超材料天線罩的立體圖。圖中各標號對應的名稱為10超材料天線罩、30第一模具、32、52凹模、33、53凹腔、36、56凸模、37、57型芯、39,59模腔、40第一塑料、50第二模具、60超材料薄膜、62薄膜基材、64超材料人工微結構、66單元、70第二塑料
具體實施例方式如圖I至圖3所示，為本發明超材料天線罩的制造方法的一較佳實施方式。所述較佳實施方式包括以下步驟a.制作一第一模具30，所述第一模具30具有一凹腔33和置于所述凹腔33內的型芯37，從而形成一模腔39。b.向所述模腔39內注入熔融的第一塑料40。c.待第一塑料40冷卻固化后開模,制得一罩體42。d、制作一第二模具50，所述第二模具50具有與所述第一模具30的凹腔33相同的凹腔53和可置于所述凹腔53內的型芯57，所述型芯57小于所述第一模具30的型芯37。e.將所述罩體42放入所述第二模具50的凹腔53內，并于所述罩體42的內表面貼覆一具有超材料人工微結構的超材料薄膜60。f.閉合所述第二模具50，讓所述型芯57置于所述凹腔53內而形成一模腔59。
g.向所述第二模具50的模腔59內注入熔融的第二塑料70，所述第二塑料70的
熔融溫度低于所述第一塑料40的熔融溫度。h.待第二塑料70冷卻固化后開模，即得一具有超材料人工微結構且表面形狀與所述模腔39相同的超材料天線罩10，如圖5所示。
相比現有技術，本發明超材料天線罩的制造方法可根據需要通過制作不同形狀的模腔39來制得各種形狀的超材料天線罩10，而且通過二次注塑成型將超材料人工微結構內置于所述超材料天線罩10內部保護起來，防止在使用過程外界對超材料人工微結構的磨損和破壞，以致影響所述超材料天線罩10的電磁性能。另外，由于所述超材料天線罩10為一體注塑成型，結構的整體性較好，具有良好的力學性能。以下對所述較佳實施方式進行詳細說明在所述步驟a中，所述第一模具30包括相互分離并可發生相對運動而閉合的凹模32和凸模36，所述凹腔33開設于所述凹模32，所述型芯37凸設于所述凸模36，閉合所述凹模32和凸模36時，所述型芯37置于所述凹腔33內，從而形成所述模腔39。所述第一模具30的凹腔33的腔壁輪廓與欲制作的超材料天線罩的外形相同，可根據需要制成各種形狀。本實施例中，所述第一模具30的凹腔33的形狀呈圓柱體。在所述步驟b中，所述第一塑料40是具有低玻璃化轉變溫度(可為95 120°C )的熱塑性塑料。本實施例中，所述熱塑性塑料的玻璃化轉變溫度為100°c。在所述步驟c中，當熔融的第一塑料40注入所述模腔39后，需要保壓一段時間，讓所述第一塑料40充滿所述模腔39的各個部位。冷卻固化后，打開所述第一模具30，讓所述凹模32與凸模36相分離，所述罩體42隨所述型芯37 —起脫離所述凹腔33，即可用機械工具將所述罩體42從所述型芯37上取下。在所述步驟d中，所述第二模具50包括相互分離并可發生相對運動而閉合的凹模52和凸模56,所述凹腔53形成于所述凹模52,所述型芯57凸設于所述凸模56。事實上，所述第二模具50可共用所述第一模具30的凹模32，只需要制作具有更小型芯57的凸模56即可。請參考圖4，在所述步驟e中，所述超材料薄膜60包括薄膜基材62和附著于所述薄膜基材62的多個超材料人工微結構64。所述薄膜基材62可由各種高分子聚合物或其混合物制成，厚度約為20至30微米。本實施例中，所述薄膜基材62是由聚酰亞胺(英文名為Polyimide，簡稱PI)制成的柔性基材。一般，所述多個超材料超材料人工微結構64均是由一定長度的線段形成的具有一定幾何形狀的平面或立體結構，并呈周期性地排布于所述薄膜基材62的兩相對表面或任一表面。且每個超材料人工微結構64及其所在的薄膜基材62部分稱作一個單元66。每個單元66的幾何尺寸與穿過欲制作的超材料天線罩的電磁波波長有關，如其幾何尺寸為電磁波波長的十分之一。具體在設計所述超材料人工微結構64時，根據超材料天線罩的使用場合的電磁環境，主要是考慮其所要保護的天線的工作頻率，運用電磁理論，并通過電腦仿真軟件如CST(由德國CST公司出品的純電磁場仿真軟件)等設計出所述多個超材料人工微結構64的幾何形狀、尺寸和排布方式，并應考慮所述薄膜基材62的介電常數和電磁損耗。一般,我們只設計一個超材料人工微結構64的幾何形狀和尺寸，進而以其為樣本進行復制形成陣列排布的所述多個超材料人工微結構64。由此可見，所述多個超材料人工微結構64的幾何形狀和尺寸均是相同的。這樣可節約設計時間和提高設計效率。當然，若不為此目的，所述多個超材料人工微結構64的幾何形狀和/或尺寸完全可以不相同。實際制作時，根據設計的所述多個超材料人工微結構64的幾何形狀、尺寸和排布方式并通過電腦程序的控制在所述薄膜基材62上印制出所述多個超材料人工微結構64，圖3中的所述圖案僅為所述超材料人工微結構64的一個示例，且所述超材料人工微結構64是由如銅等金屬線段構成的金屬微結構，但不構成對本發明的限制。當然，所述多個超材料人工微結構64也可以通過化學蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或者離子刻的方式形成在所述薄膜基材62上。本實施例中，所述超材料薄膜60通過熱壓的方法緊密地貼合于所述罩體42的內表面上。因此，用于制造所述薄膜基材62 的塑料的熔融溫度高于所述第一塑料40的熔融溫度。在所述步驟f中，所述第二模具50閉合時，所述型芯57的邊緣輪廓與所述罩體42的內表面和/或所述超材料薄膜60之間形成所述模腔59。在所述步驟g中，所述第二塑料70的熔融溫度亦低于用于制造所述薄膜基材62的塑料的熔融溫度。在所述步驟h中，讓所述第二塑料70在所述模腔59內保壓并冷卻固化，即可讓所述凹模52與凸模56相分離而將所述第二模具50打開(開模)，所述型芯57離開所述凹腔53，然后將制品從所述型芯57上脫下來(脫模)，從而制得所述具有所述多個超材料人工微結構64且形狀與所述模腔39相同的超材料天線罩10。此外，可利用本發明的制造方法來制作多個小型的超材料天線罩拼塊，再由這些小型的超材料天線罩拼塊按照要求拼裝成具有一定形狀的大型超材料天線罩，節省了制造大型天線罩時需要做同樣大小的模腔的成本。以上所述僅是本發明的若干具體實施方式
和/或實施例，不應當構成對本發明的限制。對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明基本思想的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，如事實上，所述超材料天線罩也可以通過熱壓由兩個聚合物材料層和置于其間的超材料人工微結構構成的多層結構的方式制得，或者通過超聲焊將具有超材料人工微結構的部件與沒有超材料人工微結構的部件結合在一起的方式制得，且本發明的制造方法還可適用于如電子設備的殼體等任何部件的制造，以滿足工程實踐中對其電磁性能的要求，而這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種超材料天線罩的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步驟 a.制作一第一模具，所述第一模具具有一凹腔和置于所述凹腔內的型芯，從而形成一模腔； b.向所述模腔內注入熔融的第一塑料； c.待第一塑料冷卻固化后，即得一罩體； d.制作一第二模具，所述第二模具具有與所述第一模具的凹腔相同的凹腔和可置于所述凹腔內的型芯，所述第二模具的型芯小于所述第一模具的型芯； e.將所述罩體放入所述第二模具的凹腔內，并于所述罩體的內表面貼覆一具有超材料人工微結構的超材料薄膜； f.閉合所述第二模具，讓所述第二模具的型芯置于凹腔內而形成一模腔； g.向所述第二模具的模腔內注入熔融的第二塑料，所述第二塑料的熔融溫度低于所述第一塑料的熔融溫度； h.待第二塑料冷卻固化后開模，即得一具有超材料人工微結構且表面形狀與所述第一模具的模腔相同的超材料天線罩。
2.根據權利要求I所述的超材料天線罩的制造方法，其特征在于，所述超材料薄膜包括薄膜基材和附著于所述薄膜基材的多個超材料人工微結構。
3.根據權利要求2所述的超材料天線罩的制造方法，其特征在于，所述薄膜基材由塑料制成。
4.根據權利要求3所述的超材料天線罩的制造方法，其特征在于，所述第二塑料的熔融溫度低于用于制造所述薄膜基材的塑料的熔融溫度。
5.根據權利要求3所述的超材料天線罩的制造方法，其特征在于，所述第一塑料的熔融溫度低于用于制造所述薄膜基材的塑料的熔融溫度。
6.根據權利要求5所述的超材料天線罩的制造方法，其特征在于，所述超材料薄膜通過熱壓的方法貼合于所述罩體的內表面上。
7.根據權利要求2所述的超材料天線罩的制造方法，其特征在于，所述薄膜基材是柔性基材。
8.根據權利要求7所述的超材料天線罩的制造方法，其特征在于，所述薄膜基材由聚酰亞胺制成。
9.根據權利要求I所述的超材料天線罩的制造方法，其特征在于，所述第一塑料的玻璃化轉變溫度為95 120°C。
10.根據權利要求9所述的超材料天線罩的制造方法，其特征在于，所述第一塑料的玻璃化轉變溫度為100°c。
全文摘要
本發明涉及一種超材料天線罩的制造方法，其包括制作一第一模具，具有凹腔和置于所述凹腔內的型芯，而形成一模腔；向所述模腔內注入熔融的第一塑料，待冷卻固化后，即得一罩體；制作一第二模具，具有與所述第一模具的凹腔相同的凹腔和可置于所述凹腔內的型芯，所述第二模具的型芯小于所述第一模具的型芯；將所述罩體放入所述第二模具的凹腔內，并于所述罩體的內表面貼覆一具有超材料人工微結構的超材料薄膜；閉合所述第二模具，讓型芯置于凹腔內而形成模腔；向所述第二模具的模腔內注入熔融的第二塑料，待冷卻固化后開模，即得一具有超材料人工微結構且表面形狀與所述第一模具的模腔相同的超材料天線罩。
文檔編號H01Q1/42GK102637952SQ20121010716
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月13日 優先權日2012年4月13日
發明者劉若鵬, 呂晶, 方小偉, 法布里齊亞﹒蓋佐, 趙治亞 申請人:深圳光啟創新技術有限公司