[发明专利]具有颗粒状或粉末绝缘材料的射频天线及其制造方法

说明书

一种射频天线，包括被外套管包围并与所述外套管间隔开的内导体或内天线，所述内导体与所述外套管之间的空间填充有颗粒状或粉末绝缘材料。密封剂材料覆盖所述外套管的第一端，用于将所述绝缘材料密封并保持在所述天线中。一种制造所述天线的方法包括在组装期间在用所述绝缘材料填充所述内导体与所述外套管之间的所述空间并将所述绝缘材料密封在所述天线中的步骤之后，弯曲所述内天线和所述外套管的步骤。在一个实施方案中，所述射频天线适于在射频车辆废气控制和传感器系统中发送和接收射频信号。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2016年12月21日提交的系列号为62/437,133的美国临时专利申请的申请日优先权及权益，该临时专利申请的公开及内容以全文引用的方式明确地并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及射频天线，并且更具体地涉及具有颗粒状或粉末内部绝缘材料的射频信号发送和/或接收天线组件。

背景技术

在从实验室和研究仪器到过程控制系统乃至车载传感器的许多应用中都采用基于射频(RF)和微波的感测技术，包括腔体微扰方法等。在许多应用中，天线或探头用于发送和/或接收射频或微波信号以进行这些测量。

许多常规的RF天线不够耐用，无法在暴露于高温、高振动水平、热冲击、腐蚀或脏污环境、氧化或还原条件等的情况下经受长期工作。对于许多常规的RF/微波探头和天线来说，环境暴露(例如，雨、雪和盐水)以及暴露于化学品和溶剂(如油、燃料、酸及类似的化学品)也是有害的。

本文所述的RF天线可用于从腔体到传输线乃至自由空间的许多应用中。一个应用范围包括监测材料或混合材料的介电性质的变化的系统，以便推断关于系统状态的一些信息。

一个具体的实例包括一类射频测量系统，其被应用于监测和感测车辆废气排放物或各种车辆排放控制和传感器装置的状态。一个示例性应用是用于监测车辆颗粒过滤器的负载状态的射频或微波系统，所述负载状态比如是柴油机颗粒过滤器中积累的烟尘或灰烬的量。另一应用包括监测吸附在各种催化排放物后处理部件上面的各种气态物质，如氧气或氮氧化物(等等)，所述后处理部件仅举几例比如是三元催化转化器、选择性催化还原系统、氧化催化剂或贫NOx捕集器。在又一实施方案中，所监测的参数可以是材料本身的介电性质的变化，所述材料比如在一个实例中在柴油机颗粒过滤器的情况下是过滤器材料，而在又一实例中是催化剂基材、涂层或催化剂材料。虽然描述了后处理过滤器和催化剂并且它们特别具有挑战性，但任何过滤器系统或催化剂系统都可以采用本文所述的技术。

本发明涉及经改进且成本较低的射频天线或测量探头及其制造方法，所述射频天线或测量探头具有颗粒状或粉末绝缘材料，并且适合在一系列条件下长期工作，所述条件包括在例如射频车辆废气控制或传感器系统中暴露于超过摄氏900度的高温、振动、机械应力、水及其它液体等。

发明内容

本发明总体上涉及射频天线，其包括被外接地套管包围并与所述外接地套管间隔开的内导体，内导体与外接地套管之间的空间填充有颗粒状或粉末绝缘材料。

在一个实施方案中，颗粒状或粉末绝缘材料是氧化铝、氧化硅或氧化镁。

在一个实施方案中，颗粒状或粉末绝缘材料是陶瓷材料。

在一个实施方案中，密封剂材料覆盖外接地套管的远端，用于将颗粒状或粉末绝缘材料密封并保持在外接地套管中。

在一个实施方案中，外接地套管的远端被压接到同轴电缆。

在一个实施方案中，所述射频天线适于在射频车辆废气控制和传感器系统中发送和接收射频信号。