(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111429894.2 (22)申请日 2021.11.29 (71)申请人 南通大学 地址 226019 江苏省南 通市啬园路9号 (72)发明人 王志亮　刘岩　龚俊帅　陈庆月　 瞿慧雯　张振娟　 (74)专利代理 机构 南京苏科专利代理有限责任 公司 32102 代理人 蒋慧妮 (51)Int.Cl. H01Q 5/25(2015.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 柔性双陷波超宽带天线、 制造方法及柔性超 宽带天线的质量检测方法 (57)摘要 本发明涉及柔性超宽带天线领域， 具体涉及 一种基于表面改性和原位自金属化技术的柔性 双陷波超宽带 天线、 制造方法及基于智能图像处 理的柔性超宽带天线的质量检测方法。 由于天线 结构是从聚酰亚胺基板上通过化学方法生长出 来的， 所以与基板之间有优异的附着力， 不容易 出现裂纹。 该技术工艺简单， 无需昂贵的设备和 真空条件， 大 大降低了制造成本 。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 114204266 A 2022.03.18 CN 114204266 A 1.一种柔性超宽带天线， 其特征在于： 所述柔性超宽带天线为柔性双陷波超宽带天线， 基于表面改性和原 位自金属化工艺得到； 所述柔性双陷波超宽带天线低于 ‑10 dB的带宽 分 别是2.58~10.7 GHz 和2.5~10.87 GHz， 实现WiMAX频段和WLAN频段的陷波， 天线在3.5  GHz 和5.5 GHz两个频率都保持全向辐射特性。 2.如权利要求1所述的柔性双陷波超宽带天线， 其特征在于： 柔性双陷波超宽带天线的 辐射单元由一个半圆与一个矩形拼接而成； 优先地， 为进一步改善阻抗匹配， 该天线采用共 面波导馈电； 此外， 辐射元件和接地平面 都印在聚酰亚胺基板的同一侧， 减少了制备过程的 复杂性； 通过在辐射单元上刻槽实现WiMAX （3.3~3.7 GHz） 频段的陷波， 通过在辐射单元下 方增加枝节实现WLAN （5.15~5.825 GHz） 频段的陷波， 两个陷波频段互不影响； 柔性双陷波 超宽带天线在地平面上采用阶梯过渡结构， 实现高频部分的频 带阻断。 3.一种柔 性双陷波超宽带天线的制造方法， 其特 征在于： 该 方法包括以下步骤： （1） 通过仿真软件进行柔性双陷波超宽带天线的仿真， 通过仿真优化结构参数来得到 理论最优化的柔 性双陷波超宽带天线的尺寸 参数； （2） 聚酰亚胺薄膜在KOH  溶液中表面改性， 接着在 AgNO3溶液中离子交换， 反应完成后清 洗并干燥聚酰 亚胺薄膜； （3） 以步骤 （1） 得到的柔性双陷波超宽带天线的尺寸参数， 在干燥后的经过改性的聚酰 亚胺膜上 打印掩膜层， 再在H2O2溶液中的还原反应， 最终得到聚酰亚胺薄膜表面图形金属化 的柔性双陷波超宽带天线。 4.如权利要求3所述的柔 性双陷波超宽带天线的制造方法， 其特 征在于： 步骤 （2） 具体操作如 下： 聚酰亚胺薄膜清洗后， 聚酰亚胺薄膜的一侧首先浸没在4  mol/ L KOH 溶液中3 h； 通过这一步骤确保聚酰亚胺薄膜通过表面的酰亚胺环的裂解化学改性 为聚酰胺酸； 随后， 表面改性的那一侧薄膜浸入0.02  mol/LAgNO3（99.8%） 和NH3⋅H2O 中2 h  以确保K+置换为Ag+； 清洗并干燥。 5.如权利要求3所述的柔 性双陷波超宽带天线的制造方法， 其特 征在于： 步骤 （3） 中， 使用普通的打印机将碳墨打印在聚酰亚胺膜上作为金属银还原的掩膜层； 接着， 将印有掩膜图案的聚酰亚胺薄膜浸入H2O2（30%） 溶液中确保银离子Ag+完全还原为金 属银。 6.一种基于智能图像处理的柔性超宽带天线的质量检测方法， 其特征在于： 该方法包 括以下步骤： （A） 通过仿真软件进行柔性超宽带天线的仿真， 通过仿真优化结构参数来得到理论最 优化的柔 性超宽带天线的尺寸 参数， 得到柔 性超宽带天线的理论设计图形； （B） 针对制造完毕的柔性超宽带天线， 建立二维X ‑Y直角坐标系， 采用电阻率测试探针 对柔性超宽带天线进行扫描， 测量获取柔性超宽带天线的二维平面电阻率数据； 其中阻率 测试探针采用 “之”字形扫描路线进行柔性超宽带天线完整表面测试， 获得二维X ‑Y直角坐 标系中的平面电阻率数据； （C） 将步骤 （B） 中得到的柔性超宽带天线的二维平面电阻率数据进行归一化处理， 转换 为赝数字图像； 所述赝数字图像为灰度图； 在步骤 （C） 中， 将二维平面电阻率数据映射至赝数字图像的亮度值， 并设定柔性超宽带 天线的某位置的电阻率数值越大， 对应的赝数字图像的像素 的亮度值越大； 通过对二维平权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114204266 A 2面电阻率数据进行归一 化处理， 对应的赝数字图像的亮度最小值 为0， 最大值 为255； （D） 基于智能图像处理方法， 对步骤 （C） 中得到的赝数字图像进行智能分析， 计算赝数 字图像的对比度、 赝数字图像的明暗区间的亮度梯度； 得到赝数字图像的噪声、 形态特征， 并与步骤 （A） 中得到的柔 性超宽带天线的理论设计图形进行 特征比对， 获得图形相似度； （E） 根据所述图形相似度、 赝数字图像的对比度、 赝数字图像的噪声、 赝数字图像的明 暗区间的亮度梯度来综合判断柔 性超宽带天线的制造质量； 具体判断原则如下： 图形相似度体现了制造得到的柔性超宽带天线的形状与柔性超宽带天线的理论设计 图形的吻合 程度； 赝数字图像的对比度体现了制造得到的柔性超宽带天线的金属区导电性与非金属覆 盖区的绝 缘性； 赝数字图像的噪声体现了制造得到的柔性超宽带天线的金属区存在的缺陷、 非金属覆 盖区设计以外的意外金属覆盖点； 赝数字图像的明暗区间的亮度梯度体现了制造得到的柔性超宽带天线的金属区导电 性与非金属覆盖区的过渡特性。 7.如权利要求6所述的基于智能图像处理的柔性超宽带天线的质量检测方法， 其特征 在于： 在步骤 （C） 中， 将二维平面电阻率数据映射至赝数字图像的亮度值， 对二维平面电阻率 数据进行归一化处理之前， 首先对二维平面电阻率数据作取对数处理， 对数 的底依据实际 需要而定。 8.如权利要求6所述的基于智能图像处理的柔性超宽带天线的质量检测方法， 其特征 在于： 赝数字图像的对比度 计算公式为： 其中Iwxh描述的是一幅宽和高分别为 w和h的光栅图， I(x,y)是图像中指定位置 (x,y)的 一个像素点的亮度值， μIwxh是图的亮度 （像素平均值） ， σ Iwxh是均方根对比度 （像素 标准差） 。 9.如权利要求6所述的基于智能图像处理的柔性超宽带天线的质量检测方法， 其特征 在于： 在步骤 （D） 中， 待测柔性超宽带天线的赝数字图像， 所述柔性超宽带天线中包括多条实 际线条； 获取所述赝数字图像中所述柔性超宽带天线的线条 的边缘二值图， 得到多条线条 边缘； 获取赝数字图像的线条的形态特征和步骤 （A） 中的理论设计 图形的线条的形态特征， 计算理论设计图形的线条的形态特征和赝数字图像中柔性超宽带天线的形态特征的相似权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114204266 A 3