一种螺旋天线的制备方法和一种螺旋天线技术

本发明专利技术公开了一种螺旋天线的制备方法和一种螺旋天线，制备方法包括步骤：S1、利用3D打印技术一体制成所述基体；S2、在所述基体表面镀附所述导电层；S3、在所述基体上安装所述电子元件组。所述螺旋天线的基体为一体成形，所述导电层镀附于基体上；所述基体包括一体成形的螺旋天线柱体和馈电网络板，所述电子元件组包括固定设置于馈电网络板上的SMA接插件；所述导电层包括镀附于螺旋天线柱体上的天线部和镀附于馈电网络板上的电路部，所述天线部与所述电路部电气连通。本发明专利技术能够一体化成形螺旋天线柱体和馈电网络板，满足短生产周期、共形化需求，能够得到保证馈电的精度和平衡度，结构灵活性较好的螺旋天线，且适用于异形的安装空间。装空间。装空间。

【技术实现步骤摘要】
一种螺旋天线的制备方法和一种螺旋天线


[0001]本专利技术涉及共形螺旋天线结构制备领域，具体涉及一种一体式螺旋天线的制备方法和使用该方法制备的螺旋天线。

技术介绍

[0002]传统天线的制造依托PCB印制板实现平面电路连接、依托结构件实现机械连接、依托电子元器件实现电气连接。PCB印制板、结构件和电子元器件为分别制造、再通过复杂装配实现最终产品，传统的制备螺旋天线的技术手段难以满足宇航及武器装备产品轻量化、共形化的发展需求。在天线馈电方面，常采用传统PCB基板，而后将PCB基板与螺旋吗，天线柱体装配，PCB基板与螺旋天线柱体分别制备，难以做到与天线集成、共形。
[0003]螺旋天线具有宽波束，高增益，结构紧凑等优点，在北斗与GPS等卫星导航接收机中得到了广泛的应用。如传统导航L波段天线产品共11个零件，涉及印制板加工、金属/非金属材料机械加工、模具制造、软/硬钎焊、结构装配等技术，具有工艺复杂、生产周期长、造价高等缺点。此外，采用机械加工方式的四臂螺旋天线通常采用自相移馈电方式，自相移馈电方式是通过调节螺旋臂长来实现，这使得其轴比带宽始终不够宽。另外，天线与馈电结构的搀杂很难保证馈电的精度，有时还需要增用巴伦等结构来保证馈电的平衡度，其结构灵活性较差。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术存在的上述问题，提供了一种加工过程满足流程化和精确化，能够保障天线性能的健壮性，能够多层布设馈电网络的制备螺旋天线的制备方法。还提供了一种通过将馈电网络板与螺旋天线柱体一体加工，保证馈电的精度和平衡度，结构灵活性较好的螺旋天线。
[0005]根据本专利技术的一体式螺旋天线的制备方法，其中，所述螺旋天线包括基体和设置于基体上的导电层、电子元件组，制备方法包括以下步骤：
[0006]S1、利用3D打印技术一体制成所述基体；
[0007]S2、在所述基体表面镀附所述导电层；
[0008]S3、在所述基体上安装所述电子元件组。
[0009]本专利技术提供的螺旋天线结构的成形方法是：首先利用3D打印技术加工基体，在基体表面喷涂LDS激光活性漆涂料，然后使用紫外激光机烧蚀需要形成导电层的基体的表面，并利用化学镀的方式在激光烧蚀过的地方镀上导电层，完成螺旋天线和馈电网络板表面的电气连接，最后通过组装或焊接的方式安装电子元件组，实现一体式螺旋天线的制备。
[0010]根据本专利技术的一个方面，
[0011]在所述步骤S1中，利用3D打印技术一体制成表面为旋转曲面的所述基体。
[0012]当受到安装空间的限制，需要将螺旋天线的外形设置为异形的三维空间曲面形状时，既需将螺旋天线的螺旋天线柱体设置为例如抛物线旋转曲面或者双曲线旋转曲线，将
馈电网络板设置为旋转椭球面时，使用本专利技术的制备方法可以轻松地实现制备具有旋转曲面的螺旋天线。本专利技术的制备方法是唯一可以实现制备三维空间曲面的、不同于常规的圆柱体的螺旋天线柱体和圆盘状的馈电网络板的制备方法。
[0013]根据本专利技术的一个方面，
[0014]所述步骤S2还包括：
[0015]S21、制备并在所述基体喷涂LDS激光活性漆涂料；
[0016]S22、在所述基体上激光刻蚀去除部分LDS激光活性漆涂料形成所述导电层的镀层基底；
[0017]S23、在所述镀层基底上镀附金属层，形成所述导电层。
[0018]根据本专利技术的一个方面，
[0019]在步骤S21中LDS激光活化剂涂料为CuCr2O4激光活性剂涂料。
[0020]根据本专利技术的一个方面，
[0021]所述步骤S21包括：
[0022]S21a、使用CuCr2O4粉体，以环氧树脂为成膜物质，辅以溶剂、成膜剂、激光活性粉、流平剂及润湿剂混合制成预共混料；
[0023]S21b、将预共混料输送至纳米砂磨机中，循环研磨至涂料细度为4.5μm
‑
5.5μm以内制成CuCr2O4激光活性剂涂料；
[0024]S21c、将CuCr2O4激光活性剂涂料搅拌均匀，喷涂在所述基体的表面上，在温度10℃
‑
40℃，湿度不高于85％的工况下，常温静置30min～60min使CuCr2O4激光活性剂涂料表面干燥，随后进行固化处理。
[0025]根据本专利技术的一个方面，
[0026]在步骤S21a中的CuCr2O4粉体的比表面积平均直径在1μm
‑
1.5μm之间，体积平均直径为3μm
‑
4μm之间。
[0027]根据本专利技术的一个方面，
[0028]在所述步骤S22中激光刻蚀所采用的激光器为200nm
‑
400nm紫外激光器。
[0029]根据本专利技术的一个方面，
[0030]在所述步骤S1与所述步骤S2之间对所述基体进行热处理及表面处理并清洁；
[0031]在所述步骤S2与所述步骤S3之间对镀附所述导电层后的所述基体采用超声波清洗仪清洗。
[0032]本专利技术提供的螺旋天线的成形材料是PEEK材料，可采用3D打印一体成形螺旋天线的基体。3D打印成形方法为熔融沉积成形技术或选区激光烧结技术。
[0033]本专利技术提供的螺旋天线的制备方法中的表面喷涂LDS激光活化剂涂料工艺流程中，优选地，喷涂前对PEEK基材螺旋天线表面进行喷砂处理，并除去表面粉尘、水分、油污及疏松物质。喷涂前需将LDS激光活化剂涂料搅拌均匀，若要稀释涂料，务必使用专用稀释剂进行稀释，喷涂压力不低于0.6MPa；喷涂环境温度宜在10～40℃，湿度不高于85％，LDS激光活化剂涂料表面干燥时间为30～60min。LDS激光活化剂涂料可常温固化，常温固化时间要求不小于72小时。LDS激光活化剂涂料也可升温固化，即将LDS激光活化剂涂料在常温下实现表面干燥后，放置于100～120℃烘箱中烘烤2～4小时。
[0034]在本专利技术的制备方法中，激光刻蚀表面电路所采用的激光器可选用200nm
‑
400nm
紫外激光器，保证激光刻蚀的光斑直径能够满足电路最小线宽及线距需求。
[0035]本专利技术提供的螺旋天线的导电层为铜层，厚度应达到12μm，优选地，同时在铜层上表面上镀1μm
‑
3μm的镍铬合金防氧化层。
[0036]根据本专利技术的制备方法，在完成基体一体化3D打印、激光刻蚀和镀附导电层之后，安装SMA接插件和设置于馈电网络板表面的功放等电子元器件，即完成共形螺旋天线的制备。所述天线部与馈电网络板的电路部是由相同的材料利用相同的技术手段制成，并且设置天线部的螺旋天线柱体和设置电路部的馈电网络板也是由相同的材料利用相同的技术手段制成，这样就保证了天线部与电路部的电气连通的稳定性。
[0037]同时，本专利技术还提供了根据上述制备方法制备得到的螺旋天线，所述螺旋天线的所述基体为一体成形，所述导电层镀附于基体上；
[0038]所述基体包括一体成形的螺旋天线柱体和馈电网本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种螺旋天线的制备方法，所述螺旋天线包括基体(1)和设置于基体(1)上的导电层(2)、电子元件组(3)，其特征在于，包括以下步骤：S1、利用3D打印技术一体制成所述基体(1)；S2、在所述基体(1)表面镀附所述导电层(2)；S3、在所述基体(1)上安装所述电子元件组(3)。2.根据权利要求1所述的螺旋天线的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中，利用3D打印技术一体制成表面为旋转曲面的所述基体(1)。3.根据权利要求2所述的螺旋天线的制备方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：S21、制备并在所述基体(1)喷涂LDS激光活性漆涂料；S22、在所述基体(1)上激光刻蚀去除部分LDS激光活性漆涂料形成所述导电层(2)的镀层基底；S23、在所述镀层基底上镀附金属层，形成所述导电层(2)。4.根据权利要求3所述的螺旋天线的制备方法，其特征在于，在步骤S21中LDS激光活化剂涂料为CuCr2O4激光活性剂涂料。5.根据权利要求4所述的螺旋天线的制备方法，其特征在于，所述步骤S21包括：S21a、使用CuCr2O4粉体，以环氧树脂为成膜物质，辅以溶剂、成膜剂、激光活性粉、流平剂及润湿剂混合制成预共混料；S21b、将预共混料输送至纳米砂磨机中，循环研磨至涂料细度为4.5μm
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5.5μm以内制成CuCr2O4激光活性剂涂料；S21c、将CuCr2O4激光活性剂涂料搅拌均匀，喷涂在所述基体(1)的表面上，在温度10℃
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40℃，湿度不高于85％的工况下，常温静置30min～60min使CuCr2O4激光活性剂涂料表面干燥，随后进行固化处理。6.根据权利要求5所述的螺旋天线的制备方法，其特征在于，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟百宏，洪元，吴逸民，刘大勇，尹心，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：