一种大型波导缝隙阵列天线一体化设计和制造方法技术

本发明专利技术涉及一种大型波导缝隙阵列天线一体化设计和制造方法，属于天线技术领域。选择两块相应大小的预拉伸铝合金板料作为波导缝隙阵列天线加工原材料，分别用于加工阵面上下两个半腔，在阵面上半腔加工铝合金板料上一次性完成天线阵面所有波导馈线上半部分外壁、内腔体、所有辐射缝隙及连接螺钉过孔加工；在阵面下半腔加工铝合金板料上一次性完成天线阵面所有波导馈线下半部分内腔体、连接螺钉螺纹孔、波导馈电端口加工；将加工完成的阵面上半腔和阵面下半腔通过连接螺钉固定，完成波导缝隙阵列天线阵面加工制造。隙阵列天线阵面加工制造。隙阵列天线阵面加工制造。

【技术实现步骤摘要】
一种大型波导缝隙阵列天线一体化设计和制造方法


[0001]本专利技术属于天线
，涉及一种大型波导缝隙阵列天线，主要应用于波导阵列天线系统一体化设计和制造，也可适用于要求一体化设计要求的波导阵列天线系统。

技术介绍

[0002]波导作为一种电磁波传输馈线，可以通过在其波导壁上合适位置加工相应形状的缝隙，将在波导中传输的电磁波向空间辐射，当在波导壁上按一定规则加工多个缝隙时，使得波导中传输的电磁波最大效率向空间辐射，并且在空间形成特定的方向图形状，这样的开缝波导就是波导缝隙天线线阵。当把波导缝隙天线线阵按一定方向和间距排列起来，就组成了波导缝隙阵列天线。由于波导缝隙阵列天线具有馈电效率高，损耗小，口面分布易于实现等优点，至今作为雷达天线系统大量使用。
[0003]对于波导缝隙阵列天线，常规的设计和制造方法是采用标准矩形波导作为开缝波导，根据口面分布要求，通过设计仿真得到在波导窄边加工缝隙参数，包括相邻缝隙间距，缝隙宽度，缝隙倾角和缝隙切深，然后将加工好的单根波导线阵按一定间距固定在安装平面上。这种设计和制造方法只能选择标准波导作为馈线使用，需要由天线框架提供一个安装平台固定每根波导线阵，在大型波导阵列天线中，长波导的加工精度和安装精度不能得到很好保证导致天线电气性能降低。

技术实现思路

[0004]要解决的技术问题
[0005]为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提供一种大型波导缝隙阵列天线一体化设计和制造方法。
[0006]技术方案
[0007]一种大型波导缝隙阵列天线一体化设计和制造方法，其特征在于：根据0电位面原理以及天线尺寸，选择两块相应大小的预拉伸铝合金板料作为波导缝隙阵列天线加工原材料，分别用于加工阵面上下两个半腔，加工完成的阵面上下半腔是一个整体，在阵面上半腔加工铝合金板料上一次性完成天线阵面所有波导馈线上半部分外壁、内腔体、所有辐射缝隙及连接螺钉过孔加工；在阵面下半腔加工铝合金板料上一次性完成天线阵面所有波导馈线下半部分内腔体、连接螺钉螺纹孔、波导馈电端口加工，同时在设计上将阵面下半腔作为其它部件安装平台进行整体考虑，安装螺钉孔也在阵面下半腔加工过程中同时完成；将加工完成的阵面上半腔和阵面下半腔通过连接螺钉固定，完成波导缝隙阵列天线阵面加工制造。
[0008]本专利技术进一步的技术方案：所述的预拉伸铝合金板料采用5A02、6061或7075。
[0009]本专利技术进一步的技术方案：所述的预拉伸铝合金板为1.4m*1.4m。
[0010]本专利技术进一步的技术方案：所述的波导缝隙阵列天线加工有120根波导馈线和10320个辐射缝隙。
[0011]有益效果
[0012]本专利技术提供的一种大型波导缝隙阵列天线一体化设计和制造方法，可以作为波导阵列天线整体设计加工方法，实现了大型波导缝隙阵列天线一次定位夹装即可完成全部波导天线面阵、机械和电气接口的加工制造。波导腔体尺寸可根据电气要求随意改变，不再拘泥于标准波导尺寸，改变了传统大型波导缝隙阵列天线采用标准波导管排列设计制造方法，减少了零件、简化了工序、缩短了周期，大大提高了加工装配的效率和精度，保证了整个波导天线阵面电气性能，同时也实现了校准功分器和天线阵面一体化的设计和加工，可以在工程实践中被大量推广应用。有益效果如下：
[0013]1、本专利技术改变了传统大型波导缝隙阵列天线设计制造方法，采用天线阵面纵向分割，横向延伸的设计思路，实现了波导腔体尺寸灵活设计和波导阵面一体化加工，通过波导阵面上下半腔自身强度为波导阵列天线成形提供支撑作用，同时作为系统安装平台，不需要传统的天线框架，减小了纵向尺寸和重量。
[0014]2、本专利技术通过做“减法”而不是叠加的方式完成波导缝隙阵列天线阵面的加工制造，采用0电位面原理一次性完成所有零部件加工，提高了波导缝隙阵列天线加工装配的效率和精度，易于与有源收发组件连接，保证了波导缝隙阵列天线电气性能。
[0015]3、本专利技术提出采用螺钉连接阵面上下半腔的设计方法实现波导馈线合成，用于波导缝隙阵列天线电磁波的传输，实现了一体化加工波导阵列天线免焊接工艺，通过优化连接螺钉的数量和安装位置实现腔体之间的紧固和定位，保证波导馈线电气性能。
附图说明
[0016]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0017]图1表示本专利技术实施例的大型波导缝隙阵列天线的外形示意图1；
[0018]图2表示本专利技术实施例的大型波导缝隙阵列天线的外形示意图2；
[0019]图3表示本专利技术实施例的大型波导缝隙阵列天线的侧示图；
[0020]图4表示本专利技术实施例阵面上半腔正面示意图；
[0021]图5表示本专利技术实施例阵面上半腔局部示意图；
[0022]图6表示本专利技术实施例阵面下半腔正面示意图；
[0023]图7表示本专利技术实施例阵面下半腔正面局部示意图；
[0024]图8表示本专利技术实施例阵面下半腔背面示意图；
[0025]图9表示本专利技术实施例阵面下半腔背面局部示意图。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0027]本专利技术根据0电位面原理以及天线尺寸，选择两块相应大小的预拉伸铝合金板料作为波导缝隙阵列天线加工原材料，分别用于加工阵面上下两个半腔，加工完成的阵面上
下半腔是一个整体，具有一定的刚性和强度。在阵面上半腔加工铝合金板料上一次性完成天线阵面所有波导馈线上半部分外壁、内腔体、所有辐射缝隙及连接螺钉过孔加工；在阵面下半腔加工铝合金板料上一次性完成天线阵面所有波导馈线下半部分内腔体、连接螺钉螺纹孔、波导馈电端口加工，同时在设计上将阵面下半腔作为其它部件安装平台进行整体考虑，安装螺钉孔也在阵面下半腔加工过程中同时完成。将加工完成的阵面上半腔和阵面下半腔通过连接螺钉固定，完成波导缝隙阵列天线阵面加工制造。
[0028]所述的预拉伸铝合金板料是大型波导缝隙阵列天线一体化设计和制造技术实现的基础，为了应对大块金属板加工过程中的力学应力等机加问题，同时考虑大面积整体铝合金薄层成形件应具有足够的强度和刚性，常常采用5A02、6061或7075等铝合金用于加工大型波导缝隙阵列天线阵面上下半腔。同时在加工过程中采用多种多次人工时效等热处理工艺方法，防止波导阵面在加工过程中的应力变形，保证加工精度。
[0029]所述的阵面上下半腔需要完成电磁波传输与辐射、有源通道校准与检测等电气功能，同时一体化设计技术要求阵面上下半腔具有作为其它分系统装配平台等功能。为了实现电气和机械功能要求，需要多道工序完成阵面上下半腔加工，通过优化加工工序实现大型波导阵面上下半腔一体化加工。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型波导缝隙阵列天线一体化设计和制造方法，其特征在于：根据0电位面原理以及天线尺寸，选择两块相应大小的预拉伸铝合金板料作为波导缝隙阵列天线加工原材料，分别用于加工阵面上下两个半腔，加工完成的阵面上下半腔是一个整体，在阵面上半腔加工铝合金板料上一次性完成天线阵面所有波导馈线上半部分外壁、内腔体、所有辐射缝隙及连接螺钉过孔加工；在阵面下半腔加工铝合金板料上一次性完成天线阵面所有波导馈线下半部分内腔体、连接螺钉螺纹孔、波导馈电端口加工，同时在设计上将阵面下半腔作为其它部件安装平台进行整体考虑，安装螺钉孔也在阵面下半腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：王果宏，张雪芹，付原，闫云涛，贾广杰，周晓波，俞涛，惠建平，
申请(专利权)人：西安电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：