申请/专利权人：迪泰(浙江)通信技术有限公司

申请日：2018-08-31

公开（公告）日：2020-10-13

公开（公告）号：CN109149101B

主分类号：H01Q1/42(20060101)

分类号：H01Q1/42(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.10.13#授权;2019.01.29#实质审查的生效;2019.01.04#公开

摘要：本发明提供一种卫星天线外罩，包括上盖和底壳，所述上盖扣合在所述底壳上，所述上盖和所述底壳之间形成用于安装卫星天线的容纳腔，所述上盖和所述底壳连接密封，所述卫星天线处于所述容纳腔内，所述底壳上还设有接线端，所述卫星天线通过所述接线端与外部通电，在所述上盖的内壁上设置有压电能量收集器，用于将所述上盖振动产生的能量转化为电能。本发明的卫星天线外罩，在外罩的上盖内设置有压电能量收集，将上盖表面因受到风力吹动或者下雨等环境因素所影响，而产生的振动转化成电能进行收集，避免了能量的浪费，节约了资源。

主权项：1.一种卫星天线外罩，其特征在于，包括上盖和底壳，所述上盖扣合在所述底壳上，所述上盖和所述底壳之间形成用于安装卫星天线的容纳腔，所述上盖和所述底壳连接密封，所述卫星天线处于所述容纳腔内，所述底壳上还设有接线端，所述卫星天线通过所述接线端与外部通电，在所述上盖的内壁上设置有压电能量收集器，用于将所述上盖振动产生的能量转化为电能；所述压电能量收集器包括压电层和衬底，所述压电层和所述衬底之间设有第一粘合层；所述衬底包括第一基座，在所述第一基座的上下表面制备图形化的保护层，所述第一基座上设有第二粘合层，所述第二粘合层上设有第一导电层；所述压电层包括第二基座，所述第二基座的下表面设有种子层，所述种子层下设有第二导电层，所述第一粘合层位于所述第一导电层和所述第二导电层之间。

全文数据：一种卫星天线外罩技术领域本发明涉及卫星天线技术领域，尤其涉及一种卫星天线外罩。背景技术卫星天线的主体就是常说的大锅，为一个金属抛物面结构，用于将卫星信号反射到位于焦点处的馈源内，卫星天线的主要作用是将卫星传来的微弱信号进行收集，并尽可能去除其中的杂讯。卫星天线通常需要一个天线外罩将天线以及与天线相连接的一系列接线装置和元件保护起来，天线外罩除了具有保护性、传导性、可靠性和装饰线等功能外，还要求能够保护卫星天线免受强风、酸雨、大雪、烈日等自然因素的破坏性影响，延长整个系统及各个部分的寿命，同时需要保证透波率足够大以尽量减少对信号接收的影响。天线外罩所安装的位置多为高处，四周并无其他遮挡物，再加上为了保证透薄率的足够大，天线外罩的厚度并不能防止其在风吹雨打中保持稳定，因此天线外罩的表面会持续性产生振动，然而目前的天线外罩无法对振动产生的能量进行转化，造成能量的浪费。鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。发明内容为解决上述问题，本发明采用的技术方案在于，提供一种卫星天线外罩，包括上盖和底壳，所述上盖扣合在所述底壳上，所述上盖和所述底壳之间形成用于安装卫星天线的容纳腔，所述上盖和所述底壳连接密封，所述卫星天线处于所述容纳腔内，所述底壳上还设有接线端，所述卫星天线通过所述接线端与外部通电，在所述上盖的内壁上设置有压电能量收集器，用于将所述上盖振动产生的能量转化为电能。进一步的，所述压电能量收集器包括压电层和衬底，所述压电层和所述衬底之间设有第一粘合层。进一步的，所述第一粘合层的材料为掺杂了银碎屑的环氧树脂导电胶。进一步的，所述衬底包括第一基座，所述第一基座上设有第二粘合层，所述第二粘合层上设有第一导电层。进一步的，所述第一导电层为叉指电极。进一步的，所述压电层包括第二基座，所述第二基座的下表面设有种子层，所述种子层上设有第二导电层，所述第一粘合层位于所述第一导电层和所述第二导电层之间。进一步的，所述第一导电层和所述第二导电层的厚度介于10nm～200nm之间。进一步的，所述第一粘合层和所述第二粘合层的厚度介于700nm～5um之间。进一步的，所述种子层的厚度介于20nm～200nm之间。进一步的，所述底壳上设有接线端，所述卫星天线通过所述接线端与外部通电。与现有技术比较本发明的有益效果在于：1、本发明的卫星天线外罩，在外罩的上盖内设置有压电能量收集，将上盖表面因受到风力吹动或者下雨等环境因素影响，而产生的振动转化成电能进行收集，避免了能量的浪费，节约了资源；2、第一粘合层为掺杂了银碎屑的环氧树脂导电胶，大大提升了第一粘合层的导电性能，使得压电能量收集器中电荷的流通更加顺畅。3、压电能量收集器中的第一导电层为叉指电极，仅需一层导电层就能将电荷导出，减少了压电能量收集器的厚度，使得该压电能量收集器适用于卫星天线。附图说明为了更清楚地说明本发明各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1是本发明的卫星天线外罩的整体结构示意图；图2是本发明上盖的结构示意图；图3是本发明的卫星天线安装结构示意图；图4是本发明的压电能量收集器的右视剖面图；图5是本发明的压电能量收集器制备中的主视剖面图；图6是本发明的压电能量收集器的俯视剖面图；图7是本发明的压电能量收集器制备中的右视剖面图；图8是本发明的压电能量收集器的划片图；图9是本发明的底壳结构示意图；图10是本发明的卫星天线外罩的底面结构示意图。图中数字表示：1-上盖、2-底壳、3-容纳腔、4-卫星天线、5-接线端、6-压电能量收集、7-第一粘合层、8第一基座、9-第二粘合层、10-第一导电层、11-第一凸起端、12-第二凸起端、13-第二导电层、14-种子层、15-第二基座、16-保护层、17-压电层、18-衬底、19-连接边、20-安装板、21-加强板、22-垫板。具体实施方式以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。实施例一本发明提供一种卫星天线外罩，结合图1至图3所示，包括上盖1和底壳2，上盖1扣合在底壳2上，上盖1和底壳2之间形成用于安装卫星天线4的容纳腔3，上盖1和底壳2连接密封，卫星天线4处于容纳腔3内，底壳2上还设置有接线端5，卫星天线4通过接线端5与外部通电，在上盖1的内壁上设置有压电能量收集器6，用于将上盖1振动产生的能量转化为电能。本发明的卫星天线外罩，在外罩的上盖1内设置有压电能量收集6，将上盖1表面因受到风力吹动或者下雨等环境因素影响，而产生的振动转化成电能进行收集，避免了能量的浪费，节约了资源。实施例二如上述实施例一所述的卫星天线外罩，本实施例与其不同之处在于，结合图4至图6所示，压电能量收集器6包括压电层17和衬底18，在压电层17和衬底18之间涂抹第一粘合层7，并通过一定温度和压力的键合工艺将两者键合在一起，从而有效的控制压缩能量收集器6的厚度，使其厚度尽可能的小。衬底18包括第一基座8、第二粘合层9、第一导电层10。第一基座8由硅材料制成，第一基座8的正面设有正面槽，第一基座8的背面设有背面槽，其中，正面槽和背面槽的横截面均呈“L”型，正面槽包括正面槽底和第一凸起端11，第一凸起端11用于为压电层17的高度起到参照；背面槽包括背面槽底和第二凸起端12，第二凸起端12构成整个装置的质量块，用来感受环境振动，从而是压电能量收集器6的振动范围扩大。其中，正面槽底上设有第一导电层10，第一导电层10形成叉指电极，叉指电极通过导线连接外置的储能设备，储能设备为蓄电池，由此，实现电荷的输出，第一导电层10由金材料制成，第一导电层10厚度通常在10nm～200nm，但是不应当低于10nm，因为在10nm以下第一导电层10的导电效率低下。第二粘合层9为导电胶，其位于正面槽底和第一导电层10之间，其涂抹厚度通常在1um～7um为佳，但是不应当超过7um，否则会影响电荷的输出。因为硅和金的晶格常数较为接近，导致第一导电层10很难在第一基座8上顺利形成薄膜，这就需要在第一基座8和第一导电层10设置第二粘合层9进行粘合。较佳的，第二粘合层9采用环氧树脂导电胶，其内部掺杂了银碎屑，具有粘结的特性与导电的特性，因此能够将第一基座8与第一导电层10进行良好的粘合。其中，第二粘合层9的厚度和压电层17的厚度有直接关系，两者呈反比关系，在第二粘合层9厚度较大时，压电层17的厚度就较小；在第二粘合层9厚度较小时，压电层17的厚度就较大，保证压电能量收集器6整体的厚度尽可能的小。压电层17包括第二导电层13、种子层14和第二基座15。其中，以PZT锆钛酸铅压电陶瓷片为第二基座15，在第二基座15的下表面设有第二导电层13，第二导电层13为由金材料制成，第二导电层13的厚度在10nm～200nm，但是不应当低于10nm，用于增加电荷的收集效率。压电层17的上表面与所述第一凸起端11的上表面平齐，避免压电层17过厚。其中，在第二导电层13和第二基座15之间设置种子层14，种子层14为铬材料制成，以保证第二导电层13能顺利的在第二基座15上成型，种子层14通常的厚度在20nm～200nm，但是不应当低于20nm，使得种子层14失效；第二导电层13和第一导电层10之间通过第一粘合层7连接，第一粘合层7为环氧树脂导电胶，其涂抹厚度通常在1um～7um为佳，但是不应当超过7um；较佳的，在环氧树脂导电胶内部掺杂了银碎屑，使其具有粘结的特性与导电的特性，因此能够将压电层17与衬底18进行良好的粘合。整个装置除了质量块以外的部分构成悬臂梁，压电层17安装在悬臂梁上，工作时，质量块接收到环境的振动，带动悬臂梁振动，第二基座15的PZT片不断变形在其上表面和下表面产生电荷，最终通过第一导电层10的叉指电极将电荷导出。实施例三如上述实施例二所述的卫星天线外罩，本实施例与其不同之处在于，结合图7和图8所示，压电能量收集器6的加工方法包括：制作衬底18，以110晶向硅片作为第一基座8，在其他实施例中，第一基座8还可以使用、锗、锗硅、碳化硅等材料。对第一基座8进行双面抛光例如CMP平坦化工艺减小表面缺陷、降低粗糙度后，在其上下表面制备图形化的保护层16，保护层16为氮化硅，可采用淀积氧化硅优选地为低温CVD工艺来形成，其淀积温度为600～900℃，并优选780℃，保护层16在第一基座8上制备成的图形化形状为矩形，正面的矩形结构面积较背面的矩形结构面积大，氮化硅的厚度介于200nm至500nm之间。将第一基座8放入氢氧化钾溶液中进行腐蚀，使第一基座8正反面均腐蚀出凹槽，氢氧化钾溶液的浓度为30％，其操作环境为70摄氏度，腐蚀速率1ummin，氢氧化钾溶液可以在上述条件下腐蚀110晶向的硅，并且形成垂直的凹槽，所述凹槽的形状为矩形。将环氧树脂导电胶制备在第二基座15正面，形成第二粘合层9，并对第二粘合层9进行半固化。第二粘合层9通过甩胶的方式制备，将第二基座15放置在甩胶机上，通过高速旋转将环氧树脂导电胶均匀的制备在第一基座8的正面凹槽内，同时不可避免的在保护层16上也会制备有环氧树脂导电胶。在第二粘合层9上蒸镀金，使之形成第一导电层10，并通过激光切割机，对第一导电层10进行小功率的划痕，同时在制备过程中，在保护层16也会不可避免的蒸镀上金，金层位于环氧树脂导电胶之上。制作压电层17，以PZT锆钛酸铅压电陶瓷片作为第二基座15，在其上溅射铬，使之形成种子层14，在种子层14上蒸镀金，使之形成第二导电层13，在第二导电层13上涂抹环氧树脂导电胶，使之形成第一粘合层7，得到压电层17；将压电层17的第一粘合层7一面放置在衬底18的对应位置，然后通过键合工艺将两者键合在一起，常规的键合工艺为在120摄氏度的温度下加工3个小时，或在140摄氏度的温度下加工2个小时，或在160摄氏度的温度下加工50分钟。在本实施例中，第二粘合层9已经进行过半固化处理，继续用键合工艺的参数会导致第二粘合层9过热，使其性质变脆，不利于所述压电能量收集器6的使用，因此采取两步键合法对粘合层与其他层之间进行键合，第一步为上述的半固化处理第二粘合层9，半固化为键合工艺的80％固化温度和60％固化时间，即为在100摄氏度的温度下108分钟，或在110摄氏度的温度下72分钟，或在130摄氏度的温度下30分钟，第二步为键合工艺的75％的固化温度和70％的固化时间，即第一步若使用110摄氏度72分钟，则第二步使用105摄氏度80分钟实现固化。第一导电层10在上述二步法键合工艺的第二步加工条件下，第一导电层10产生了适当的延展，并沿着划痕挣脱，形成叉指电极，并在叉指电极的两极焊接有导线，从而将电能导出，较佳的，叉指电极通过导线连接有储能设备，该储能设备为蓄电池，压电能量收集器6转化的电能经由叉指电极流入蓄电池。由于第一粘合层7和第二粘合层9是环氧树脂导电胶，在使用加温、加压的键合工艺后，环氧树脂导电胶被压缩，键合后的环氧树脂导电胶通常厚度是在700nm～5um之间，压电层17和衬底18之间形成紧密的连接；有部分的环氧树脂导电胶会挤进PZT片与凹槽的缝隙中，若环氧树脂导电胶过多的情况，其会脱离凹槽13，挤到衬底的上方。此过程需要注意的是：压电层17大小应当比第一基座8上的正面槽略小，防止压电层17无法放入，但是在键合过程中，在靠近尾端的位置，即远离第一凸起端11的一端，应当是紧密的结合，不留有缝隙，防止短路。键合完成，对压电层17进行减薄，直至压电层17与第一基座8正面的第一凸起端11平齐，在其他实施例中，第一凸起端11上不可避免制备上的材料不需要剔除，压电层17与第一凸起端11上制备材料后的高度平齐；具体的，通过CMP化学机械抛光和或湿法腐蚀，对第一基座8，即PZT片进行减薄至与第一凸起端11平齐，获得需要的厚度。此过程，通过第一粘合层7和第二粘合层9的厚度和正面槽的深度实现PZT片的厚度的控制。在第一基座8正面，并以其正面槽的结构形状进行划片，释放出悬梁臂和质量块；具体的，采用划片仪，划片道预留100um，划穿，使之释放出质量块。实施例四如上述实施例一所述的卫星天线外罩，本实施例与其不同之处在于，结合图9所示，所述上盖1上半部为空心半圆球体，其下半部为空心圆柱体，上半部和下半部内构成的空间为容纳腔3，容纳腔3用于放置卫星天线4，卫星天线4可以在所述容纳腔3内自由转动，且不与上盖1发生碰撞。上盖1内壁上的压电能量收集器设置为至少一个，其可以设置在上盖1的上半部内壁上也可以设置在上盖1的下半部内壁上，其产生的电源通过导线导入蓄电池中，蓄电池安装在底壳2上，在卫星天线出现意外发生断电时，蓄电池将为卫星天线进行供电，保证卫星天线的持续工作。较佳的，底壳2上还设置有报警器，在蓄电池电量蓄满或者卫星天线停止工作时相工作人员发送信号，通知工作人员来更换蓄电池或者对卫星天线进行维修。上盖1安装在底壳2上，在底壳2上设置有较上盖1直径略窄的连接边19。连接边19上设置有螺栓孔，在上盖1对应的位置处设置有匹配的螺栓孔，使得上盖1和底壳2通过螺栓连接，上盖1和底壳2在其连接处密封，同时过渡平滑，无明显凸起部位，保证天线外罩整体的一个美观性。在底壳2的侧面上安装有接线端5，卫星天线4通过接线端5与外部通电，接线端5包括有内接口和外接口，内接口设置在底壳2的内侧，外接口设置在底壳2的外侧，内接口与卫星天线的通电插头所匹配，卫星天线的通电插头可以直接与内接口相接，外接口通过电线直接连通外部的电源，提供卫星天线的工作电流，同时整个天线外罩浑然一体，不会将卫星天线的任何一部件暴露在外，保护了卫星天线，防止卫星天线在暴露在外损坏，或者锈蚀。实施例五如上述实施例四所述的卫星天线外罩，本实施例与其不同之处在于，底壳2的底板上表面设置成与卫星天线4底部相匹配的结构，保证卫星天线可以安装在底壳2上，在本实施例中，底壳2上设置有安装板20，安装板20上设置有多个螺栓孔，用于卫星天线4的安装，安装板20为圆形板，为底壳2上冲压形成的突起结构，高出底壳2的底板一定距离，保证卫星天线4在旋转时不会与底壳2的底板发生接触碰撞。安装板20的四周还设置有至少一块加强板21，用于保证安装板20的结构强度，同时也可以加强底壳2的整个底板的结构，加强板21同样为底壳2上冲压形成的突起结构，为斜坡状，连接安装板20的上表面边缘和底壳2的底板。实施例六如上述实施例五所述的卫星天线外罩，本实施例与其不同之处在于，结合图10所示，在底壳2的下方还设置有垫板22，垫板22与底壳2的底板形状相同，并且覆盖在底壳2底板的下方。在垫板22上设置有设置有多个螺栓孔，在底壳2的对应位置处设置有与之相匹配的螺栓孔，底壳2与垫板22通过螺栓固定连接，垫板22用于垫高天线外罩，避免天线罩直接与地面接触，容易被积水浸泡腐蚀。在垫板22的中心处进行镂空，节省材料。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

权利要求：1.一种卫星天线外罩，其特征在于，包括上盖和底壳，所述上盖扣合在所述底壳上，所述上盖和所述底壳之间形成用于安装卫星天线的容纳腔，所述上盖和所述底壳连接密封，所述卫星天线处于所述容纳腔内，所述底壳上还设有接线端，所述卫星天线通过所述接线端与外部通电，在所述上盖的内壁上设置有压电能量收集器，用于将所述上盖振动产生的能量转化为电能。2.根据权利要求1所述的卫星天线外罩限位结构，其特征在于，所述压电能量收集器包括压电层和衬底，所述压电层和所述衬底之间设有第一粘合层。3.根据权利要求2所述的卫星天线外罩限位结构，其特征在于，所述第一粘合层的材料为掺杂了银碎屑的环氧树脂导电胶。4.根据权利要求2所述的卫星天线外罩限位结构，其特征在于，所述衬底包括第一基座，所述第一基座上设有第二粘合层，所述第二粘合层上设有第一导电层。5.根据权利要求4所述的卫星天线外罩限位结构，其特征在于，所述第一导电层为叉指电极。6.根据权利要求4所述的卫星天线外罩限位结构，其特征在于，所述压电层包括第二基座，所述第二基座的下表面设有种子层，所述种子层上设有第二导电层，所述第一粘合层位于所述第一导电层和所述第二导电层之间。7.根据权利要求6所述的卫星天线外罩限位结构，其特征在于，所述第一导电层和所述第二导电层的厚度介于10nm～200nm之间。8.根据权利要求4所述的卫星天线外罩限位结构，其特征在于，所述第一粘合层和所述第二粘合层的厚度介于700nm～5um之间。9.根据权利要求6所述的卫星天线外罩限位结构，其特征在于，所述种子层的厚度介于20nm～200nm之间。10.根据权利要求1-9任一所述的卫星天线外罩，其特征在于，所述底壳上设有接线端，所述卫星天线通过所述接线端与外部通电。

百度查询： 迪泰(浙江)通信技术有限公司 一种卫星天线外罩

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