[發明專利]增材制造的網狀喇叭天線

在審

• 申請號: 202110994630.5
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN114336063A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: R·W·阿斯頓;R·E·齊爾茲;N·M·哈斯特斯;J·A·比勒
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: H01Q13/02
• 分類號: H01Q13/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 游雷;王小東

增材制造的網狀喇叭天線。公開了一種天線裝置，包括增材制造的管狀主體部分，其具有帶多個孔的壁部分。管狀主體部分被配置為在所選操作頻率范圍內傳輸電磁輻射，并且具有低于最大質量閾值的質量。多個孔將管狀主體的質量減小至低于最大質量閾值，而不會顯著不利地影響管狀主體在所選操作頻率范圍內的電磁輻射傳輸能力。

技術領域

本發明涉及增材制造的網狀喇叭天線。

背景技術

天線是無線電通信技術的關鍵元件，用于發送和/或接收無線電信號。天線的導電材料用作通信器電路中的電流與輻射的電磁波之間的接口。天線的幾何形狀和材料決定了諸如阻抗、方向性和帶寬的性質。優選性質取決于天線的預期位置和應用，其可廣泛地變化。例如，消費者頻率調制(FM)無線電可使用適合于接收來自任何方向的信號的單極全向天線，而全球定位系統(GPS)衛星可使用高定向天線以進行地球定向傳輸。對于許多應用，復雜幾何形狀必須具有高精度以生產有效天線。這些天線傳統上通過手工組裝多個單獨機加工的零件來制造，是緩慢且昂貴的過程。

作為一種以相對低的成本快速生產的方法，增材制造(AM)在許多行業中迅速得以流行。AM(有時稱為3D打印)可用于通過遞增地構建對象來從3D模型創建實體對象。AM通常施加原料，然后將原料選擇性地接合或熔融以創建期望的對象。通常按層施加原料，其中各個層的厚度可取決于所使用的特定技術。

原料常常是顆粒或粉末形式，作為層施加，然后通過熱源選擇性地熔融。在許多情況下，這種材料的床的上表面被熔融，然后使生長工件略微降低。然后將新的一層原料施加到床，并且下一層被熔融到前一層上。例如，顆粒狀原料可包括熱塑性聚合物、金屬粉末、金屬合金粉末或陶瓷粉末，其可使用計算機控制的熱源(例如，掃描激光或掃描電子束)來熔融。示例性方法包括選擇性激光熔化(SLM)、直接金屬激光燒結(DMLS)、選擇性激光燒結(SLS)、熔融沉積成型(FDM)和電子束熔化(EBM)等。

用于機加工或其它減材制造的傳統零件設計對于AM而言可能效率低下或者甚至不可行。根據所使用的工藝和材料，無支撐的特征可能坍塌，精細特征可能呈現得不夠清晰，和/或可能出現翹曲和開裂。需要在允許高效使用AM方法的同時維持傳統零件的功能的新設計。

發明內容

本公開提供了與增材制造天線裝置有關的系統、設備和方法。在一些示例中，一種天線裝置可包括增材制造的管狀主體部分，其具有帶多個孔的壁部分。管狀主體部分可被配置為在所選操作頻率范圍內傳輸電磁輻射，并且具有低于最大質量閾值的質量。多個孔可將管狀主體的質量減小至最大質量閾值以下，而不會顯著不利地影響管狀主體在所選操作頻率范圍內的電磁輻射傳輸能力。

在一些示例中，一種天線裝置可包括具有多個孔的增材制造的管狀主體部分。該天線裝置可具有操作頻率范圍，并且多個孔可被調整尺寸和布置為使得多個孔在操作頻率范圍內實際上不透明。

在一些示例中，一種增材制造天線的方法可包括接收傳統制造天線的設計并且識別小于所選增材制造設備的最小可打印尺寸的設計部分。該方法還可包括修改設計，包括增大所識別的部分的尺寸并插入多個孔。該方法還可包括根據修改的設計來增材制造天線。

特征、功能和優點可在本公開的各種示例中獨立地實現，或者可在其它示例中組合，其更多細節可參照以下描述和附圖看到。

附圖說明

圖1是根據本公開的各方面的例示性天線裝置的示意圖。

圖2A是圖1的天線裝置的孔的橫截面的第一示例的示意圖。

圖2B是圖1的天線裝置的孔的橫截面的第二示例的示意圖。

圖3是如本文所描述的例示性網狀喇叭天線的等軸視圖。

圖4是圖3的天線的正視圖。

圖5是圖3的天線的側視圖。

圖6是圖3的天線的俯視圖。