并馈阵列天线及其加工成型方法技术

本发明专利技术涉及并馈阵列天线及其加工成型方法。该加工成型方法包括：步骤1，采用拉伸或挤压模具成型技术加工并馈阵列天线的介质结构；步骤2，对得到的介质结构的表面做金属化工艺或层压工艺处理；步骤3，采用研磨工艺研磨掉激励端口表面(60i)、第二部分介质的末端表面(60a～60h)以及并馈阵列天线宽度方向的两个端面(60j、60k)上的金属镀层；或者该方法包括：步骤10，把并馈阵列天线在结构上分成若干层，然后分层加工；步骤20，将这些金属材料或者外表面做金属化处理的塑料材料的分层结构按顺序无缝焊接在一起。本发明专利技术的阵列天线具有超宽带和高效率的特点。

【技术实现步骤摘要】

该项专利技术主要用于天线的生产设计，尤其涉及。
技术介绍
介质填充的广义波导连续缝隙节阵列天线的主要缺点是介质损耗，而且介质损耗在毫米波频段非常显著。其它缺点还包括由于介质的不均勻性和各向异性导致的材料参数的不稳定性、介质材料参数随环境变化的波动性及专用微波材料的高成本，等等。空气填充的微波结构与介质填充的结构相比较而言，介质损耗显著变小，并且克服了介质材料本身的不均勻性和各向异性导致的材料参数的不稳定性。另外，由于电磁能量通过空气而不是介质媒介传播，因此，广义波导连续缝隙节阵列天线可以选择那些有着优良的物理特性但微波特性很差的工程塑料(如ABQ来制作，在这类工程塑料的表面喷涂金属镀层能很好地模拟金属导体。但是空气填充的微波结构也存在问题，特别是对于波导结构来说，由于微波电路特性需要波导内部尺寸的精确性来保证，而波导结构的产品组装完毕后是无法通过外部仪器检测其内部尺寸的加工精度的，这就要求我们要提出一种针对空气填充的广义波导连续缝隙节阵列天线的加工方法，这种方法既能严格保证各个零部件的准确定位及加工精度，同时又能在波导壁上提供均勻连续的导电缝隙以方便焊接。该项专利技术为并馈广义波导连续缝隙节阵列天线提供了两种有效的加工成型方法， 该方法也适用于串馈广义波导连续缝隙节阵列天线的加工成型。
技术实现思路
若干个广义波导连续缝隙节辐射单元排列组合，并由平行板波导组成的馈电网络并列馈电形成并馈广义波导连续缝隙节阵列天线。加工并馈广义波导连续缝隙节阵列天线有两种方法。第一种方法，采用拉伸或挤压模具成型，这种方法适用于波导传输媒质是介质材料的情形，尤其适合较低频段的并馈广义波导连续缝隙节阵列天线；第二种方法，采用分层结构的成型工艺，这种方法主要适用于波导传输媒质是空气的情形，具体包含首先把并馈广义波导连续缝隙节阵列天线分成若干层，每一层利用传统机加或模具成型技术；然后， 利用超声波焊接或真空钎焊技术，把这些金属材料或者外表面做金属化处理的塑料材料的分层结构组装并焊接在一起。并馈结构远比串馈结构复杂，因此本专利技术所涉及的加工成型方法主要针对并馈广义波导连续缝隙节阵列天线，但也适用于串馈广义波导连续缝隙节阵列天线的加工成型。对于波导传输媒质是介质材料的情形，按照并馈广义波导连续缝隙节阵列天线的横截面结构精确设计模具，采用拉伸或挤压工艺制造出不同宽度的阵列天线的介质构件部分，然后在此介质构件表面做金属化工艺处理，最后通过研磨工艺研磨掉激励端口、辐射端口以及沿阵列天线宽度方向的两个端面上的金属镀层，使处于这些位置的介质部分暴露在空气中，这样介质构件两侧的金属部分连同填充介质部分就构成了并馈广义波导连续缝隙节阵列天线的平行板波导馈电网络和广义波导连续缝隙节辐射单元。采用这种工艺，最大的好处在于整个阵列没有任何拼接缝隙，不需要粘接或焊接。但当阵列天线的宽度显著时，要保证整个阵列结构可靠，馈电网络中的阻抗变换段及T型分支就不能太细，因此，这种方法比较适合运用于较低频段的并馈广义波导连续缝隙节阵列天线的加工制造。对于波导传输媒质是空气的情形，采用分层工艺，即把整个并馈广义波导连续缝隙节阵列天线做纵向剖切，从下到上，依次剖分为若干层，每一层利用传统机加或模具成型技术；然后，利用超声波焊接或真空钎焊技术，把这些金属材料或者外表面做金属化处理的塑料材料的分层结构组装并焊接在一起。运用这些成熟的工艺过程，可以确保产品具有较低或中等加工成本，以利于产业化进程中的大批量生产。空腔(即空气传输媒质)结构的微波器件与介质填充的结构相比较而言，介质损耗显著变小，并且克服了介质材料本身的不均勻性和各向异性导致的材料参数的不稳定性；另外，在空腔结构的金属与空气交界面处，金属壁表面非常光滑，而在介质填充结构的金属与介质交界面处，金属壁表面比较粗燥，因此，前者的导体损耗远远小于后者的导体损耗，尤其在毫米波频段。由于电磁能量通过空气而不是介质媒介传播，因此基于产品成本方面的考虑，广义波导连续缝隙节阵列天线可以选择那些有着优良的物理特性但微波特性很差的工程塑料(如ABQ来制作。利用传统机加或注塑模具制造出各个层状塑料构件，然后运用金属化工艺(真空淀积+非电解镀层)或层压工艺，在这些层状塑料构件的表面喷涂或叠压金属层用以模拟金属导体，这种加工成型方法非常适合低成本天线的大批量生产。对于那些需要精密公差配合及结构坚固的应用场合，整个阵列天线的层状构件就不能选择塑料，而必须选择金属材料(为降低重量，一般选择铝材)。为降低导体损耗，这些金属层状构件需要做表面处理，最后利用特定的工装夹具及真空钎焊技术把它们组装并焊接成一个整体。利用平行板波导组成的馈电网络对由广义波导连续缝隙节辐射单元排列组合而成的辐射阵列进行并列(并联)馈电，形成并馈广义波导连续缝隙节阵列天线，这种结构的阵列天线具有超宽带和高效率的特点，非常适用于多功能军事通信系统或民用通信系统 (数字微波和全球卫星通信)，上述的分层工艺有益于这种并馈广义波导连续缝隙节阵列天线的加工成型。双极化并馈广义波导连续缝隙节阵列天线由两个单极化并馈广义波导连续缝隙节阵列天线相互正交而成，这种结构的双极化并馈广义波导连续缝隙节阵列天线必须采用介质材料做为波导传输媒质。双极化并馈广义波导连续缝隙节阵列天线的详细成型过程， 一共分五步第一步，把双极化阵列天线的介质填充部分自上而下沿纵向剖切为若干层，每一层利用传统机加或模具成型技术；第二步，分别对每一层介质构件暴露在空气中的所有外表面做金属化工艺或层压工艺处理；第三步，采用研磨工艺研磨掉每一层指定表面上的金属镀层；第四步，利用塑料焊接或粘接技术把各个介质构件层的相应表面无缝连结，同时保证激励端口表面和辐射口径表面暴露在空气中；第五步，利用超声波焊接或真空钎焊技术把第四步中的连结界面处的金属镀层无缝焊接在一起。附图说明通过以下介绍，结合视图，可以更加容易地理解该项专利技术的特点和优点图1 (a)_图1 (C)分别是单极化并馈广义波导连续缝隙节阵列天线采用拉伸工艺结构的立体视图、俯视图及A-A剖视图；图2(a)-图2(c)分别是另一种结构形式的单极化并馈广义波导连续缝隙节阵列天线采用拉伸工艺结构的立体视图、上视图及A-A剖视图；图3(a)-图3(c)分别是单极化并馈广义波导连续缝隙节阵列天线采用分层工艺结构的立体视图、俯视图及A-A剖视图；图4(a)-图4(c)分别是图3 (a)-图3 (c)中第一层部件的上视图、A-A剖视图及下视图；图5(a)-图5(c)分别是图3 (a)-图3 (c)中第二层部件的上视图、A-A剖视图及下视图；图6(a)-图6(c)分别是图3 (a)-图3 (c)中第三层部件的上视图、A-A剖视图及下视图；图7(a)-图7(c)分别是图3(a)- 0 3(c)中第四层部件的上视图、A-A剖视图及下视图；图8(a)-图8(c)分别是双极化并馈广义波导连续缝隙节阵列天线采用分层工艺结构的立体视图、侧视图及上视图；图9是图8 (a)-图8 (c)立体视图的爆炸视图；图10(a)-图10(d)分别是图9中第一层部件的下视图、剖视图及上视图；图11(a)-图11(d)分别是图9中第二层部件的下视图、剖视图及上视图；图12(a)-图12(d)分别是图9中第三层部件的下视图、本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种并馈阵列天线的辐射单元，其特征在于，并馈阵列天线的辐射单元包括介质结构和金属结构；介质结构分为两部分，第二部分介质是第一部分介质沿辐射单元能量传播方向的结构延伸；金属结构也分为两部分，第一部分金属导体层覆盖在第一部分介质的下表面和第二部分介质的侧壁，第二部分金属导体层覆盖在第一部分介质的上表面和第二部分介质的侧壁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建江，
申请(专利权)人：刘建江，
类型：发明
国别省市：11