CN111430906B - 一种防雷击装置及其制作方法、防雷击天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防雷击装置及其制作方法、防雷击天线，属于通信技术领域。本发明提供的一种防雷击装置设置在天线上，用于防止所述天线被雷击电流损坏。该防雷击装置包括防击穿结构和引流结构。其中，防击穿结构包括相堆叠的多层绝缘层，其设置在所述天线上，用于防止所述天线被雷击电流击穿。引流结构设置在所述防击穿结构之上，用于将雷击电流引流至大地。由于将防击穿结构设置在天线上，因此能够防止天线被雷击电流击穿，又由于设置了引流结构，因此若天线受到雷击，引流结构能够将雷击电流引至大地，防止雷击电流损坏天线。

Description

一种防雷击装置及其制作方法、防雷击天线

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种防雷击装置、防雷击装置的制作 方法和防雷击天线。

背景技术

天线一般设置在建筑物的较高位置甚至建筑物的顶端，天线用于接收和发 射电磁信号。如遇雷雨天气，云中大量产生正电荷和负电荷，带正、负电荷的 云相遇时容易形成雷电，而雷击若传导至天线中，将瞬间释放上万安培的大电 流，容易将天线中的各部件击穿，造成天线失效或天线性能恶化，因此，需要 给天线设置防雷击装置。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种防雷击装 置，若天线受到雷击，其能够将雷击电流引流至大地，且能够保护天线，防止 天线被雷击电流击穿。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种防雷击装置，所述防雷击装 置设置在天线上，用于防止所述天线被雷击电流损坏；该防雷击装置包括：

防击穿结构，其包括相堆叠的多层绝缘层，其设置在所述天线上，用于防 止所述天线被雷击电流击穿；

引流结构，其设置在所述防击穿结构之上，用于将雷击电流引流至大地。

本发明提供的防雷击装置，由于将防击穿结构设置在天线上，因此能够防 止天线被雷击电流击穿，又由于设置了引流结构，因此若天线受到雷击，引流 结构能够将雷击电流引至大地，防止雷击电流损坏天线。

优选的是，在本发明提供的上述防雷击装置，所述多层绝缘层中的任一绝 缘层的介电常数小于3。

优选的是，在本发明提供的上述防雷击装置，所述多层绝缘层中，任意两 层相邻的所述绝缘层的介电常数不同。

优选的是，在本发明提供的上述防雷击装置，所述多层绝缘层中的每层绝 缘层的材料包括陶瓷、聚酰胺类、玻璃、环氧树脂中任一种。

优选的是，在本发明提供的上述防雷击装置，所述多层绝缘层中具有多个 通孔；所述引流结构包括多个电感、多根导线和引流线；其中，

所述多个电感设置在所述防击穿结构背离所述天线一侧，且设置在所述防 击穿结构的周边区域，所述电感与所述通孔一一对应；

所述多根导线设置在所述通孔中，其与所述多个电感一一对应，每根所述 导线的一端连接与之对应的所述电感，其另一端连接所述引流线；

所述引流线设置在所述防击穿结构靠近所述天线一侧，所述引流线通过所 述多根导线将所述多个电感串联，其用于将所述多个电感接收到的雷击电流引 至大地。

优选的是，在本发明提供的上述防雷击装置，所述电感包括平面螺旋线型 电感、螺旋线圈电感中的任一种。

优选的是，在本发明提供的上述防雷击装置，所述引流线和/或所述多根导 线包括金属芯,和设置所述金属芯表面的金属外层；

所述金属芯的材料包括铜、铝、银中的任一种；

所述金属外层的材料包括金。

优选的是，在本发明提供的上述防雷击装置，该防雷击装置还包括：绝缘 粘接层，设置在所述防雷击装置与天线相接触一侧，用于将所述防雷击装置粘 接在所述天线之上。

相应地，本发明还提供一种防雷击装置的制作方法，包括：

制作防击穿结构，包括制作多层绝缘层，并依次将所述多层绝缘层对位粘 合，所述防击穿结构用于防止天线被雷击电流击穿；

制作引流结构，其用于将雷击电流引流至大地。

相应地，本发明还提供一种防雷击天线，包括上述的防雷击装置。

附图说明

图1为本实施例提供的防雷击装置的一种实施例的结构示意图；

图2为本实施例提供的防雷击装置中防击穿结构的一种实施例的结构示意 图；

图3为本实施例提供的防雷击装置的一种实施例的结构示意图(俯视图)；

图4为本实施例提供的防雷击装置中电感的一种实施例的结构示意图；

图5为本实施例提供的防雷击装置中电感的另一种实施例的结构示意图；

图6为本实施例提供的防雷击装置的制作方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发 明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是为了便于对本发明 实施例的内容的理解。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领 域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第 二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不 同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量 限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现 该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同， 而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。 “上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象 的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如图1所示，本实施例提供一种防雷击装置，该防雷击装置可以设置在天 线01上，用于防止天线01被雷击电流损坏。防雷击装置包括：防击穿结构1 和引流结构2。

具体地，防击穿结构1可以包括相堆叠的多层绝缘层，例如图1中防击穿 结构1包括三层绝缘层，防击穿结构1设置在天线01上，若天线01受到雷击， 防击穿结构1用于保护天线01，防止天线01被雷击电流击穿。引流结构2设置 在防击穿结构1之上，若天线01受到雷击，其将把雷击电流引流至大地。

在本实施例提供的防雷击装置中，由于将防击穿结构1设置在天线01上， 而防击穿结构1包括多层相堆叠的绝缘层，通常雷击所产生的瞬时的雷击电流 难以一次击穿多层绝缘层，若距外部最近的绝缘层被雷击电流击穿而产生裂缝， 在该被击穿的绝缘层之下还具有其余绝缘层，因此防击穿结构1能够有效减少 天线01被雷击电流击穿的概率，即防止天线01被雷击电流击穿。又由于设置 了引流结构，因此若天线受到雷击，引流结构能够将雷击电流引至大地，防止 雷击电流损坏天线。

可选地，在本实施例提供的上述防雷击装置中，防击穿结构1中可以包括 任意层绝缘层，只要绝缘层的数量可以大于等于2即可，例如图1中，防击穿 结构1包括三层绝缘层，由靠近天线01至背离天线01的方向，三层绝缘层分 别为第一绝缘层11、第二绝缘层12和第三绝缘层13，三层绝缘层相堆叠设置 形成防击穿结构。各层绝缘层可以通过绝缘胶粘接在一起，具体的绝缘层的数 量可以根据需要设置，在此不做限定。

可选地，在本实施例提供的上述防雷击装置中，防击穿结构1中的多层绝 缘层都采用低介电常数的材料制作，也就是说，多层绝缘层中的任一绝缘层的 介电常数小于3。以图1中防击穿结构1包括第一绝缘层11、第二绝缘层12和 第三绝缘层13为例，第一绝缘层11、第二绝缘层12和第三绝缘层13的介电常 数均小于3。由于多层绝缘层中任一绝缘层的介电常数小于3，因此能够降低聚 集在绝缘层上下两侧的电荷的数量，从而能够降低天线01被雷击的概率。

可选地，在本实施例提供的上述防雷击装置中，防击穿结构1的多层绝缘 层中，任意两层相邻的绝缘层的介电常数不同，也就是说，多层绝缘层中任意 两层相邻的绝缘层的材料不同，从而可以避免相邻的两层绝缘层之间产生分子 扩散，而导致相邻的两层绝缘层的边界逐渐模糊合为一层。以图1中防击穿结 构1包括第一绝缘层11、第二绝缘层12和第三绝缘层13为例，第一绝缘层11 的介电常数与第二绝缘层12的介电常数不同，第二绝缘层12的介电常数和第 三绝缘层13的介电常数不同。

可选地，在本实施例提供的上述防雷击装置中，多层绝缘层中的每层绝缘 层的材料可以包括多种材料，只要绝缘层的材料的介电常数小于3且具有绝缘 性即可，例如多层绝缘层中任一绝缘层的材料可以为陶瓷、聚酰胺类、玻璃、 环氧树脂中任一种，绝缘层还可以为各种类型的绝缘漆涂料。具体的绝缘层的 材料可以根据需要选择，在此不做限定。并且每层绝缘层的厚度可以在[100nm， 10000000nm]之间，各层绝缘层的厚度可以相同，也可以不同，具体的每层绝缘 层的厚度可以根据该绝缘层的材料来设置，在此不做限定。

可选地，在本实施例提供的上述防雷击装置中，防击穿结构1中的每一层 绝缘层均可采用不同的材料，也可以选择两种以上的不同材料的绝缘层交叉设 置叠加形成防击穿结构1，以图1中防击穿结构1包括第一绝缘层11、第二绝 缘层12和第三绝缘层13为例，第一绝缘层11、第二绝缘层12和第三绝缘层 13的材料可以分别为不同的绝缘材料，也可以第一绝缘层11和第三绝缘层13 使用同一种绝缘材料形成，第二绝缘层12使用与第一绝缘层11、第三绝缘层 13的材料不同的绝缘材料形成。具体的可以根据需要设计，在此不做限定。

可选地，如图2所示，在本实施例提供的上述防雷击装置中，多层绝缘层 还可以采用无机材料绝缘层A和有机材料绝缘层B相交叉叠加(即 ABABABAB……)的方式设置，无机材料例如可以包括陶瓷、玻璃等材料中的一 种或多种，有机材料例如可以包括聚酰胺类、环氧树脂等材料中的任一种或多 种。具体的可以根据需要设置，在此不做限定。

可选地，如图1、图3所示，图3为图1的俯视图，在本实施例提供的上述 防雷击装置中，引流结构2包括多个电感21、多根导线22和引流线23。其中， 多个电感21设置在防击穿结构1背离天线01一侧，且多个电感设置在防击穿 结构1的周边区域。若防雷击结构应用到天线01上，防击穿结构1的周边区域 对应天线01的接收信号面的周边区域，防击穿结构1设置电感21的一侧上没 有电感21的区域则为天线01的信号接收区S1，若防击穿结构1设置在天线01 上，天线01可以通过没有被电感21遮挡的信号接收区S1接收信号，从而本实 施例提供的防雷击装置不会影响天线01的正常工作。

进一步地，如图3所示，防击穿结构1的多层绝缘层中具有多个通孔011， 通孔011贯穿多层绝缘层，电感21与通孔011一一对应，多根导线22设置在 通孔011中，其中，多层绝缘层中的通孔011的直径可以在100um-10mm之间， 引流结构2中的导线22的直径可以在100nm-5mm之间。多根导线22与多个电 感21一一对应，也就是说每个通孔011中具有一根导线22，每根导线22的一 端连接与该导线22对应的电感21，该导线22的另一端连接引流线23。引流线 23可以设置在防击穿结构1靠近天线01一侧，引流线23通过多根导线22将多 个电感21串联后伸出外部后接地，以将多个电感21接收到的雷击电流引至大 地。若防雷击装置受到雷击，引流结构2中的多个电感21会吸引雷击电流，且 多个电感21能够阻隔雷击电流中的高频信号，而雷击电流中的低频直流电流可 以通过电感21后流入引流线23，引流线23再将雷击电流引至大地，从而可以 有效避免天线01受到雷击。

可选地，引流结构2中的引流线23可以通过多种方式接地，例如，引流线 23可以连接天线01所在的建筑物的地线，将雷击电流通过地线导入大地，当然， 也可以采用外壳接地等方式接地，具体的可以根据需要设置，在此不做限定。

可选地，如图4、图5所示，在本实施例提供的上述防雷击装置中，引流结 构2中的电感21可以为各种类型的电感，例如如图4所述，电感21可以为平 面螺旋线型电感，即形成电感的导线位于同一平面，且形成螺旋形。又例如如 图5所示，电感21可以为螺旋线圈电感。具体的电感21的类型可以根据需要 设置，在此不做限定。

可选地，在本实施例提供的上述防雷击装置中，电感21的电感值可以为任 意电感值，例如电感21的电感值在[0.01uH，100uH]之间，具体的可以根据需 要设置，在此不做限定。

可选地，在本实施例提供的上述防雷击装置中，引流线23和/或多根导线 22可以为单一金属材料构成，也可以包括多层金属结构，例如引流线23和/或 多根导线22可以为双层结构，其包括金属芯,和设置金属芯表面的金属外层， 金属芯和金属外层可以采用不同材料，以增加引流线23和/或导线22的导电率。 其中，金属芯的材料可以多种材料，例如可以包括铜、铝、银中的任一种。金 属外层的材料也可以包括多种导电率较高的材料，例如可以包括金。引流线23 的金属芯的厚度可以在100nm-10mm之间，再在引流线23的金属芯外侧覆盖一 层金属外层，金属外层的厚度可以在1nm-100um之间。具体的可以根据需要设计，在此不做限定。

可选地，在本实施例提供的上述防雷击装置中，防雷击装置还可以包括绝 缘粘接层3，绝缘粘接层3设置在防雷击装置与天线01相接触一侧，绝缘粘接 层3用于将防雷击装置粘接在天线01之上。绝缘粘接层3可以包括多种材料， 例如绝缘粘接层3可以为环氧树脂形成的绝缘胶，当然，绝缘粘接层3也可以 包括其他材料，具体的可以根据需要选择，在此不做限定。

相应地，如图6所示，本实施例还提供一种防雷击装置的制作方法，包括：

S1、制作防击穿结构1，包括制作多层绝缘层，并依次将多层绝缘层对位粘 合，防击穿结构1用于防止天线被雷击电流击穿。

具体地，采用介电常数小于3的材料分别制作各绝缘层，例如采用陶瓷、 聚酰胺类、玻璃、环氧树脂等材料，再按照对位-在绝缘层表面涂绝缘胶(例如 环氧树脂)-压合-热固化的工艺顺序依次将各绝缘层相堆叠，形成防击穿结构1。 之后根据电感21的数量，在防击穿结构1的周边区域打孔，可采用多种方式打 开，例如机械打孔、激光穿孔、喷砂钻孔等方式。通孔011的数量与电感21一 一对应，且通孔011贯穿多层绝缘层，通孔的直径可在100um-10mm之间。

S2、制作引流结构2，其用于将雷击电流引流至大地。

具体地，可以先制作电感21，以电感21为平面螺旋线型电感为例，在防击 穿结构1背离天线01的一侧的周边区域采用磁控溅射形成电感21的金属层， 再通孔旋转涂胶或狭缝(slit)涂胶等方式在金属层之上涂覆光刻胶，再进行 第一次烘干使光刻胶固化，再按照电感21所需的螺旋线型在光刻胶上进行曝光、 显影工艺，之后通过刻蚀(包括干刻或湿刻)形成螺旋线性的电感21。

进一步地，可以在多层绝缘层中的通孔011中通过磁控溅射金属种子层后， 再对金属种子层进行电镀加厚形成导线22。磁控溅射的金属材料例如可以包括 铜、铝等。

进一步地，可以在防击穿结构靠近天线01的一侧采用磁控溅射形成引流线 23的金属层，再通孔旋转涂胶或狭缝(slit)涂胶等方式在金属层之上涂覆光 刻胶，再进行第一次烘干使光刻胶固化，再按照引流线所需的图案在光刻胶上 进行曝光、显影工艺，之后通过刻蚀(包括干刻或湿刻)形成引流线23。之后 再将多根导线22的一端与对应的电感21焊接，另一端与引流线23焊接，以将 多个电感21串联。

进一步地，在引流线23所在层与天线01相对的一面涂覆绝缘胶形成绝缘 粘接层3，将防雷击装置与天线01相对合，再进行压合和热固化以将防雷击装 置与天线01结合在一起。绝缘胶例如可以为环氧树脂等具有热塑性的有机材料。

相应地，本发明还提供一种防雷击天线，包括上述的防雷击装置。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例 性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言， 在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型 和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种防雷击装置，所述防雷击装置设置在天线上，用于防止所述天线被雷击电流损坏；其特征在于，包括：

防击穿结构，其包括相堆叠的多层绝缘层，其设置在所述天线上，用于防止所述天线被雷击电流击穿；

引流结构，其设置在所述防击穿结构之上，用于将雷击电流引流至大地；

其中，所述多层绝缘层中具有多个通孔；所述引流结构包括多个电感、多根导线和引流线；其中，

所述多个电感设置在所述防击穿结构背离所述天线一侧，且设置在所述防击穿结构的周边区域，所述电感与所述通孔一一对应；

所述多根导线设置在所述通孔中，其与所述多个电感一一对应，每根所述导线的一端连接与之对应的所述电感，其另一端连接所述引流线；

所述引流线设置在所述防击穿结构靠近所述天线一侧，所述引流线通过所述多根导线将所述多个电感串联，其用于将所述多个电感接收到的雷击电流引至大地。

2.根据权利要求1所述的防雷击装置，其特征在于，所述多层绝缘层中的任一绝缘层的介电常数小于3。

3.根据权利要求1所述的防雷击装置，其特征在于，所述多层绝缘层中，任意两层相邻的所述绝缘层的介电常数不同。

4.根据权利要求1所述的防雷击装置，其特征在于，所述多层绝缘层中的每层绝缘层的材料包括陶瓷、聚酰胺类、玻璃、环氧树脂中任一种。

5.根据权利要求1所述的防雷击装置，其特征在于，所述电感包括平面螺旋线型电感、螺旋线圈电感中的任一种。

6.根据权利要求1所述的防雷击装置，其特征在于，所述引流线和/或所述多根导线包括金属芯,和设置所述金属芯表面的金属外层；

所述金属芯的材料包括铜、铝、银中的任一种；

所述金属外层的材料包括金。

7.根据权利要求1所述的防雷击装置，其特征在于，还包括：绝缘粘接层，设置在所述防雷击装置与天线相接触一侧，用于将所述防雷击装置粘接在所述天线之上。

8.一种防雷击装置的制作方法，其特征在于，包括：

制作防击穿结构，包括制作多层绝缘层，并依次将所述多层绝缘层对位粘合，所述防击穿结构用于防止天线被雷击电流击穿；

在所述防击穿结构之上制作引流结构，其用于将雷击电流引流至大地；

其中，制作所述防击穿结构包括：在所述多层绝缘层中制作多个通孔；

制作所述引流结构包括：

在所述防击穿结构背离所述天线一侧、且在所述防击穿结构的周边区域制作多个电感，所述电感与所述通孔一一对应；

在所述通孔中制作多根导线，所述多根导线与所述多个电感一一对应，每根所述导线的一端连接与之对应的所述电感，其另一端连接引流线；

在所述防击穿结构靠近所述天线一侧制作引流线，所述引流线通过所述多根导线将所述多个电感串联，其用于将所述多个电感接收到的雷击电流引至大地。

9.一种防雷击天线，其特征在于，包括权利要求1-7任一所述的防雷击装置。

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