一种用于介质透镜天线的天线罩、天线罩制备方法及模具与流程

1.本技术属于通信天线技术领域，具体讲是一种用于介质透镜天线的天线罩、天线罩制备方法及模具。


背景技术：

2.众所周知，移动通信基站天线作为移动通信系统中接收和发射信号的设备，多在室外环境下使用，因此均需要配备天线罩。一方面基站天线罩保护了天线系统免受外界环境的直接影响，延长基站天线的使用寿命，另一方面天线罩又会影响到天线本身的电性能。传统的基站天线通常采用玻璃钢和pvc材料制备天线罩。玻璃钢，即纤维强化塑料，一般指用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂基体，以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料，称谓为玻璃纤维增强塑料，俗称玻璃钢。玻璃钢天线罩具有防腐蚀、抗老化、寿命长、电绝缘性好等优点，但介电常数为4.2-4.5之间，对天线辐射性能有一定的影响。
3.介质透镜天线作为一种新型的基站天线，天线罩需要具有低介电常数、低损耗和比重小都技术特点。因此，亟待设计一种用于介质透镜天线的天线罩。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种天线罩、天线罩制备方法及模具，以解决现有技术的天线罩介电常数较高，对天线辐射性能有一定的影响的问题。本技术尤其适用于介质透镜天线。
5.本技术实施例采用下述技术方案：
6.本技术实施例提供一种天线罩，所述天线罩采用聚双环戊二烯复合材料制成，所述聚双环戊二烯复合材料由原料组合物反应得到，所述原料组合物包含双环戊二烯、二氧化硅和反应催化剂，所述聚双环戊二烯复合材料的介电常数ε＜3，密度ρ＜1.1。
7.进一步地，所述反应催化剂为一代grubbs催化剂或二代grubbs催化剂。
8.进一步地，所述双环戊二烯、二氧化硅和反应催化剂按定义x:y:z的比例进行混合，其中x为取值范围为10000≤x≤12000，y为取值范围为1≤y≤200，z为取值范围为1≤z≤100。
9.进一步地，所述天线罩为桶状。
10.本技术实施例还提供一种天线罩制备模具，所述模具为天线罩注塑成型模具，所述天线罩注塑成型模具包括金属外模和具有弹性的复合材料内模。
11.进一步地，所述金属外模为一顶部开口的空心柱体，所述金属外模底部设置有注料孔。
12.进一步地，所述复合材料内模为一密闭中空体。
13.进一步地，所述复合材料内模直径小于金属外模的直径，所述复合材料内模和金属外模之间形成用于制备天线罩的中空腔体，所述中空腔体的直径100mm≤d≤800mm,壁厚为1.5mm≤h1≤5mm，底厚为3mm≤h2≤10mm，高度100mm≤h3≤2000mm。
14.本技术实施例还提供一种天线罩的制备方法，包括以下步骤；
15.制备聚双环戊二烯复合材料，将双环戊二烯、二氧化硅和反应催化剂按定义x:y:z的比例进行混合，制备聚双环戊二烯复合材料，所述聚双环戊二烯复合材料的介电常数ε＜3，密度ρ＜1.1；其中x为取值范围为10000≤x≤12000，y为取值范围为1≤y≤200，z为取值范围为1≤z≤100；
16.将制备的所述聚双环戊二烯复合材料注入天线罩注塑成型模具中，通过采用反应注塑成型工艺得到新材料天线罩。
17.进一步地，所述天线罩注塑成型模具包括金属外模和具有弹性的复合材料内模，在所述复合材料内模和金属外模之间形成的中空腔体中注入所述聚双环戊二烯复合材料固定成型后得到新材料天线罩。
18.本技术实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
19.本技术的新材料天线罩，其介电常数较低，密度小，使用本发明提供的新材料天线罩的介质透镜天线，与使用传统的玻璃钢天线罩的产品相比辐射性能更好，其增益、前后比、交叉极化比有明显改善和提高，而垂直瓣宽、水平瓣宽和上副瓣抑制维持了现有技术的水准。因此，采用新材料天线罩后天线产品的整体技术指标明显优于采用玻璃钢天线罩的天线产品。
附图说明
20.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
21.图1为本技术的新材料天线罩外观图；
22.图2为本技术的新材料天线罩另一外观图；
23.图3为本技术的新材料天线罩与玻璃钢天线罩增益对比图；
24.图4为本技术的新材料天线罩与玻璃钢天线罩垂直面瓣宽对比图；
25.图5为本技术的新材料天线罩与玻璃钢天线罩水平面瓣宽对比图；
26.图6为本技术的新材料天线罩与玻璃钢天线罩前后比对比图；
27.图7为本技术的新材料天线罩与玻璃钢天线罩交叉极化比对比图；
28.图8为本技术的新材料天线罩与玻璃钢天线罩上副瓣抑制对比图；
29.图9为本技术的新材料天线罩制备方法流程图。
具体实施方式
30.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
31.以下结合附图，详细说明本技术各实施例提供的技术方案。
32.实施例1
33.如图1、2所示，一种用于介质透镜天线的天线罩，其形状为桶状。天线罩采用聚双环戊二烯复合材料制成，聚双环戊二烯复合材料简称pdcpd；聚双环戊二烯复合材料由原料组合物反应得到，原料组合物包含双环戊二烯、二氧化硅和反应催化剂，聚双环戊二烯复合
材料的介电常数ε＜3，密度ρ＜1.1，具有坚固、耐老化、防腐蚀且重量轻，透波性好等特点。
34.其中，反应催化剂为一代grubbs催化剂或二代grubbs催化剂。在制备聚双环戊二烯复合材料中，双环戊二烯、二氧化硅和反应催化剂按定义x:y:z的比例进行混合，其中x为取值范围为10000≤x≤12000，y为取值范围为1≤y≤200，z为取值范围为1≤z≤100。
35.实施例2
36.如图9所示，本技术实施例还提供一种用于介质透镜天线的天线罩的制备方法，不同于传统基站天线的天线罩采用拉挤工艺制备方法，本发明提供新材料天线罩采用反应注塑成型，即注塑成型工艺制备而成，具体包括以下步骤；
37.步骤101、制备聚双环戊二烯复合材料，将双环戊二烯、二氧化硅和反应催化剂按定义x:y:z的比例进行混合，制备聚双环戊二烯复合材料，聚双环戊二烯复合材料的介电常数ε＜3，密度ρ＜1.1；其中x为取值范围为10000≤x≤12000，y为取值范围为1≤y≤200，z为取值范围为1≤z≤100；
38.步骤102、将制备的聚双环戊二烯复合材料注入天线罩注塑成型模具中，通过采用反应注塑成型工艺得到新材料天线罩。天线罩注塑成型模具包括金属外模和具有弹性的复合材料内模，在复合材料内模和金属外模之间形成的中空腔体中注入聚双环戊二烯复合材料固定成型后得到新材料天线罩。
39.采用上述方法制备的新材料天线罩，由于其介电常数较低(ε＜3)，对天线辐射性能影响小，密度小，使用本发明提供的新材料天线罩的介质透镜天线，与使用传统的玻璃钢天线罩的产品相比辐射性能更好，其增益、前后比、交叉极化比有明显改善和提高(详情见实施例7)，而垂直瓣宽、水平瓣宽和上副瓣抑制虽然无明显提升，但也不会恶化，维持了原来的水准。因此，采用新材料天线罩后天线产品的整体技术指标明显优于采用玻璃钢天线罩的天线产品。
40.其次，采用上述步骤制备的低损耗新材料天线罩具有密度低(密度＜1.1)，优良的综合力学性能(既韧又强)，在-40℃时仍有良好的抗冲击强度和刚性，良好的尺寸稳定性，优良的耐酸碱性能。
41.最后，本技术的低损耗新材料天线罩采用注塑成型工艺制备而成，工艺更简洁，自脱模，具有优良的涂装和粘结性能以及优良的电绝缘性能等技术特征。
42.实施例3
43.本技术实施例还提供一种用于介质透镜天线的天线罩的制备模具，由于新型天线罩为桶状，为得到此新型天线罩需制备天线罩反应注塑成型模具，模具为天线罩注塑成型模具，天线罩注塑成型模具包括金属外模和具有弹性的复合材料内模。
44.其中，金属外模为一顶部开口的空心柱体，金属外模底部设置有注料孔；复合材料内模为一密闭中空体。复合材料内模直径小于金属外模的直径，复合材料内模和金属外模之间形成用于制备天线罩的中空腔体，中空腔体的直径100mm≤d≤800mm,壁厚为1.5mm≤h1≤5mm，底厚为3mm≤h2≤10mm，高度100mm≤h3≤2000mm。
45.原料组合物具有很高的反应性，可在很短的时间内完成固化定型。模具内温度为70℃-200℃时，固定成型时间为0.5小时≤h≤2小时。
46.实施例4
47.本发明提供的低损耗新材料(pdcpd)与玻璃钢、pvc外罩基本材料特性对比分析如
表1所示：
48.表1
[0049][0050][0051]
可见，采用本发明提供的低损耗新材料(pdcpd)制备的天线罩其密度较低，同等情况下重量较轻。
[0052]
实施例5
[0053]
按上述步骤，制备直径r＝500mm，壁厚为h1＝2mm，底厚为h2＝4mm，高度h3＝670mm的pdcpd新材料天线罩。
[0054]
分别用玻璃钢天线罩和新材料天线罩pdcpd装配2面4口单波束介质透镜天线，对比天线的成本和重量。新材料天线罩的重量比玻璃钢天线罩轻46％，采用本发明提供的新材料天线罩后，天线的整理重量可降低17％，而价格仅增加了2％。即本发明提供的新材料天线罩具有更优的性价比，如表2所示。
[0055]
表2
[0056][0057]
实施例6
[0058]
选取3面4口单波束介质透镜天线，在3种不同的状态下对每个样品的4个端口分别进行s参数测试，三种不同的状态分别是无外罩，配置玻璃钢天线外罩和配置本发明所提供新材料外罩。测试结果显示配置新材料——pdcpd(聚双环戊二烯)的外罩后对s参数的影响小。测试结果对比统计如表3所示：
[0059]
表3
[0060][0061][0062]
实施例7
[0063]
选取2面4口单波束介质透镜天线，在2种不同的状态下对每个样品分别进行辐射方向图检测，两种不同的状态分别是配置玻璃钢天线外罩和配置本发明所提供新材料天线外罩。测试结果显示配置本发明提供的新材料天线罩pdcpd(聚双环戊二烯)的外罩后天线产品整体辐射指标明显优于配置玻璃钢天线外罩的产品。
[0064]
如图3所示，为本发明新材料的天线罩与玻璃钢外罩的增益对比曲线图。从图中可见采用新材料天线罩后增益值更优，因为新材料天线罩的损耗比玻璃钢天线罩的损耗小，所以对增益的影响小。
[0065]
如图6所示，为本发明新材料的天线罩与玻璃钢外罩的前后比对比曲线图。可见采用新材料天线罩前后比指标优于玻璃钢天线罩，也就是说天线的后向辐射更小，因为采用新材料天线罩对天线的前后比辐射影响更小。
[0066]
如图7所示，为本发明新材料的天线罩与玻璃钢外罩的交叉极化比对比曲线图。表明体现了采用新材料天线罩后，交叉极化比更小(注：测试的交叉计划比数值越大，说明交叉极化比越小，天线的极化纯度越高)，因此说明采用新材料天线罩后对交叉极化比的影响远小于玻璃钢天线罩。
[0067]
采用新材料天线罩后并不是所有的指标都会有大幅度的改善，如图4、图5和图8，采用新材料天线罩后这三项指标不会降低，与玻璃钢天线罩基本保持一致。也就是说，在采用新材料天线罩后，增益、前后比、交叉极化比有明显改善和提高，而垂直瓣宽、水平瓣宽和上副瓣抑制虽然无明显提升，但也不会恶化，维持了原来的水准。因此，采用新材料天线罩后天线产品的整体技术指标明显优于采用玻璃钢天线罩的天线产品。
[0068]
以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。