通过Kathleen Fasenfest，高级电气工程师，天线产品，TE Connectivity（TE）航空航天防御和海洋
由于改进的材料和新颖的加工工艺，今天的天线比以前更轻、更小、更容易制造。
天线通常不会看出他们习惯的方式。扩大消费者无线行业促进了注塑和选择性金属化技术的快速进展。无线天线已从印刷电路板和冲压金属设计中迅速演变，以与导电油墨金属化的模塑部件。无线天线的高批量生产迅速为消费市场迅速成熟。
一些行业可以从这种技术成熟中获益。复合材料的注射成型以及选择性金属化工艺为创建紧凑的3D天线几何形状、节省空间和重量、减少零件数量，甚至为飞行和汽车应用减少空气动力阻力提供了路径。这种3D天线设计在机械上很坚固，可以承受恶劣的环境。
然而，一些消费者级技术在与航空航天和防御等领域相关的恶劣环境中不起作用。在这里，天线材料必须承受振动，机械冲击，温度和极端气象，有时几十年。需要低损耗金属化和基材，因为高性能应用必须最小化升高热量和降低天线敏感性的间止损耗。
在结构上，超强设置的天线通常利用加工的铝件和热固性射线。这些制造方法是有效的，但昂贵。机加工的铝部件通常比塑料重，需要更多的制造时间。镀晶通常用于选择性地金属化表面。该电镀通常涉及手工修剪的掩模。掩模使得难以保持高频应用所需的紧密公差。类似地，热固性射线不仅具有高劳动力含量，而且通常需要次要加工来实现小功能。
天线元件通常蚀刻在印刷电路板上。PCB天线通过经过验证的工艺易于制造，有时可以与匹配的电路和其他组件集成在同一板上。其主要缺点是这些天线仅限于二维结构。二维天线可能不能有效地利用一个外壳内的所有可用空间，因此，不能提供最佳增益和带宽。
材料和制造技术的最新进展现在使得可能改进的天线设计更小，重量较小，具有高集成度，并且较便宜。影响下一代天线设计的关键创新包括复合材料和选择性金属化过程。由此产生的3D天线是机械稳健的并且可以承受恶劣的环境条件。他们不会破坏预算。
新一代复合材料提供两个主要优点。通过仔细选择填料，它们可以根据特定应用程序定制;它们是注塑成型的。成型可以采用具有高可重复性的复杂和精确的形状。
填充剂是使定制属性的秘密调味料。一些有用的填料包括碳纤维，玻璃纤维，中空微球，石墨烯，碳纳米管和发泡剂。可以通过仔细应用填充物来调整几种临界天线特性：
电介质特性。玻璃纤维提高大多数复合材料的介电常数，当这些复合材料用作基板时，降低天线尺寸。还可以通过添加各种填充材料，例如中空玻璃微球，导电颗粒或发泡剂来设计复合材料以提供“设计者”介电常数。
损失切线。高损耗正切提供吸收特性。损耗正切的控制可以让设计师定制射频吸收。导电纤维填料可以吸收向有害方向辐射的能量。这可以通过切断干扰来提高天线在期望方向上的增益。同样的定向吸收可以用来屏蔽天线附近的电子器件。
更轻的重量。导电复合材料通常比铝部件轻30 - 40%。碳纤维复合材料也可能比铝更坚固，因为它们不容易凹陷或变形，也不会被腐蚀。
高导电性。碳纤维复合材料正在寻求轻质，经济，大规模生产的导电部件的需要，以制造地面平面或EMI屏蔽。对于天线应用，碳纤维复合材料的使用范围从地面飞行到外壳。
较新的金属化过程使用多种技术来获得成本并提高性能。这里的主要过程包括激光直接结构（LDS）和导电涂层。两者都是选择性金属化过程，其可以重复制造小于100μm的迹线和细结构。它们适用于在模制部件上创建3D天线和痕迹。
LDS是一个三步过程。首先，基板在标准的热塑性模制过程中模制。接下来，激光蚀刻该部件以暴露在聚合物树脂中的专用电镀添加剂。最后，基板进入化学镀镍浴，其中电镀仅粘附到激光激活的塑料。
LDS福利
LDS的一个好处是，它的金属化模式可以改变，而无需重新设计模具或掩模。激光路径的快速更新允许修改美术设计。因为金属化是用标准电镀技术制造的，导电损耗很低。这使得LDS成为高频应用的一个很好的选择。
导电涂层使得可以将任意材料金属化 - 包括复合材料 - 用于在几乎任何形状上产生共形天线。这些3D选择性金属化方法可以应用于宽范围的基板 - 包括塑料，化学耐复合材料，玻璃，陶瓷和金属 - 并且在抵抗腐蚀的同时从-75到260°C处理温度范围。
高质量的导电涂层足够耐用，能够承受冲击、振动、流体和盐雾，达到航空航天和国防应用所需的水平。导电涂层与模压或机加工零件兼容，因此同样的工艺可以用于小批量的原型和生产。
复合材料提供了一种建筑成型，廉价的天线基材的良好方法，可以是批量生产的。这些基板模具成任意形状，甚至包括机械安装条件，例如保持架和捕捉特征，便于组装。该技术提供天线工程师设计不含传统衬底材料的灵活性。
复合材料和选择性金属化允许更高水平的天线集成。例如，航空航天工业正在开发一种高度模块化的方法，以分散的航空电子称为迷你MRP，或迷你模块架原理。一种类型的模块是用于飞行中娱乐系统的电线接入点。复合机柜不仅可以包括嵌入式天线，而是连接器外壳，屏蔽和其他功能。
通过导电涂层的选择性金属化提供了一种在复合部件上创建电路迹线的良好方法，这些方法将使用标准电路板技术更典型地蚀刻。一些涂层的电导率可以接近散装铜的电导率，在实现更经济的制造时增加了电路的最小损耗。然而，当应用于3D电路拓扑制造时，这种选择性金属化工艺特别优选。例如，它可以使实用的3D RF耦合器和直接电路连接到天线。
特别是在用于国防或航空航天的天线组件中，铝部件占总组件重量的很大一部分。铝零件的制造需要大量的加工时间。复合材料地面飞机比传统的铝制部件减轻了30 - 40%的重量。它们易于制造，成本往往比铝同类产品低得多。如果有必要，可以在复合地平面上进行导电涂层，以改善电磁干扰(EMI)屏蔽、接地或防止雷击。
同样，传统的弧度制造历史上涉及多种材料层的繁琐和慢手上篮。对于错综复杂的radome形状，该过程变得非常困难。长玻璃纤维和连续玻璃纤维复合材料的最新进展提供了消除手持需要的手段的方法。当它们是注塑成型时，放射线可以更薄和更轻。模塑强的轻质拉动线的能力代表了天线设计和制造经济学的显着变化。必要时，3D选择性金属化可以为这些放射线提供闪电转移或频率选择性特征。
在所有的，导电涂层，注塑复合材料和具有导电涂层的选择性金属化相结合，以提供用于保形，轻质形状因子的电和机械鲁棒天线和阵列。材料，过程和技术的这些进步使下一代天线设计所需的尺寸和重量降低。
参考
TE Connectivity.
帖子更好的材料，用于更好的天线首先出现了模拟集成电路提示。
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