[发明专利]增材制造的网状喇叭天线

说明书

增材制造的网状喇叭天线。公开了一种天线装置，包括增材制造的管状主体部分，其具有带多个孔的壁部分。管状主体部分被配置为在所选操作频率范围内传输电磁辐射，并且具有低于最大质量阈值的质量。多个孔将管状主体的质量减小至低于最大质量阈值，而不会显著不利地影响管状主体在所选操作频率范围内的电磁辐射传输能力。

技术领域

本发明涉及增材制造的网状喇叭天线。

背景技术

天线是无线电通信技术的关键元件，用于发送和/或接收无线电信号。天线的导电材料用作通信器电路中的电流与辐射的电磁波之间的接口。天线的几何形状和材料决定了诸如阻抗、方向性和带宽的性质。优选性质取决于天线的预期位置和应用，其可广泛地变化。例如，消费者频率调制(FM)无线电可使用适合于接收来自任何方向的信号的单极全向天线，而全球定位系统(GPS)卫星可使用高定向天线以进行地球定向传输。对于许多应用，复杂几何形状必须具有高精度以生产有效天线。这些天线传统上通过手工组装多个单独机加工的零件来制造，是缓慢且昂贵的过程。

作为一种以相对低的成本快速生产的方法，增材制造(AM)在许多行业中迅速得以流行。AM(有时称为3D打印)可用于通过递增地构建对象来从3D模型创建实体对象。AM通常施加原料，然后将原料选择性地接合或熔融以创建期望的对象。通常按层施加原料，其中各个层的厚度可取决于所使用的特定技术。

原料常常是颗粒或粉末形式，作为层施加，然后通过热源选择性地熔融。在许多情况下，这种材料的床的上表面被熔融，然后使生长工件略微降低。然后将新的一层原料施加到床，并且下一层被熔融到前一层上。例如，颗粒状原料可包括热塑性聚合物、金属粉末、金属合金粉末或陶瓷粉末，其可使用计算机控制的热源(例如，扫描激光或扫描电子束)来熔融。示例性方法包括选择性激光熔化(SLM)、直接金属激光烧结(DMLS)、选择性激光烧结(SLS)、熔融沉积成型(FDM)和电子束熔化(EBM)等。

用于机加工或其它减材制造的传统零件设计对于AM而言可能效率低下或者甚至不可行。根据所使用的工艺和材料，无支撑的特征可能坍塌，精细特征可能呈现得不够清晰，和/或可能出现翘曲和开裂。需要在允许高效使用AM方法的同时维持传统零件的功能的新设计。

发明内容

本公开提供了与增材制造天线装置有关的系统、设备和方法。在一些示例中，一种天线装置可包括增材制造的管状主体部分，其具有带多个孔的壁部分。管状主体部分可被配置为在所选操作频率范围内传输电磁辐射，并且具有低于最大质量阈值的质量。多个孔可将管状主体的质量减小至最大质量阈值以下，而不会显著不利地影响管状主体在所选操作频率范围内的电磁辐射传输能力。

在一些示例中，一种天线装置可包括具有多个孔的增材制造的管状主体部分。该天线装置可具有操作频率范围，并且多个孔可被调整尺寸和布置为使得多个孔在操作频率范围内实际上不透明。

在一些示例中，一种增材制造天线的方法可包括接收传统制造天线的设计并且识别小于所选增材制造设备的最小可打印尺寸的设计部分。该方法还可包括修改设计，包括增大所识别的部分的尺寸并插入多个孔。该方法还可包括根据修改的设计来增材制造天线。

特征、功能和优点可在本公开的各种示例中独立地实现，或者可在其它示例中组合，其更多细节可参照以下描述和附图看到。

附图说明

图1是根据本公开的各方面的例示性天线装置的示意图。

图2A是图1的天线装置的孔的横截面的第一示例的示意图。

图2B是图1的天线装置的孔的横截面的第二示例的示意图。

图3是如本文所描述的例示性网状喇叭天线的等轴视图。

图4是图3的天线的正视图。

图5是图3的天线的侧视图。

图6是图3的天线的俯视图。