一種輻射器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微波天線技術(shù)，涉及對輻射器重量的改進設(shè)計
【背景技術(shù)】
[0002]為了滿足實際應(yīng)用和裝載平臺的要求，特別是無人機系統(tǒng)、機載以及星載系統(tǒng)，必須減少有效載荷的質(zhì)量和貯存體積，其裝載的設(shè)備質(zhì)量必須輕，體積必須小，使得相控陣天線朝著輕質(zhì)小型化的方向發(fā)展。如何能在不降低相控陣性能的同時，降低陣列天線的重量已經(jīng)成為了越來越緊迫的問題。
[0003]相控陣天線中的輻射器結(jié)構(gòu)往往數(shù)目眾多，對整個天線的重量有著極大地貢獻。目前常用的輻射器從加工材質(zhì)上通常可以分有金屬輻射器與介質(zhì)輻射器，選用密度低金屬或介質(zhì)板材料作為輻射器基材、減小輻射器厚度與高度以及直接在輻射器基材上挖空部分基材，這三種方法均為常用的輻射器減重措施。然而這三種減重方法在實際應(yīng)用中，減重效果有限且將不可避免地將影響輻射器的機械強度以及電性能等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種輻射器，其特征在于，材料選用PMI泡沫㈧，在PMI泡沫形成的輻射器內(nèi)外表面設(shè)置金屬鍍層(B)。所說的PMI泡沫輻射器是由聚甲基丙烯酰亞胺(PMI)泡沫作為主要基材，通過機械加工將基材加工成相應(yīng)的與輻射器外形結(jié)構(gòu)相同的PMI泡沫結(jié)構(gòu)，并將PMI泡沫結(jié)構(gòu)的所有外表面電鍍金屬，使其成為導(dǎo)電表面。
[0005]在保證電性能的前提下，采用本發(fā)明使輻射器較傳統(tǒng)方法極大地減輕了輻射器結(jié)構(gòu)的重量。由于該復(fù)合材料是目前強度、剛度最高的泡沫，具備密度小、100%閉孔、耐高溫、抗壓和比強度高等特點，具有優(yōu)異的機械加工性能等，同時也可有效改善傳統(tǒng)減重方法帶來的機械強度、抗振動性以及電性能等相關(guān)問題。
[0006]進一步的，包括階梯開槽的輻射開槽結(jié)構(gòu)(I)、L形耦合匹配結(jié)構(gòu)(2)以及同軸饋電結(jié)構(gòu)(3);同軸饋電結(jié)構(gòu)3采用直線線纜，同軸饋電結(jié)構(gòu)(3)貫穿L形耦合匹配結(jié)構(gòu)(2)的橫邊，與L形耦合匹配結(jié)構(gòu)(2)的縱邊平行；L形耦合匹配結(jié)構(gòu)(2)的縱邊與階梯開槽的輻射開槽結(jié)構(gòu)(I)的底端相接。該結(jié)構(gòu)安裝方式的設(shè)置，保證了輻射器PMI基材的整體性以及結(jié)構(gòu)強度的同時，采用直插式同軸饋電結(jié)構(gòu)，使得輻射器的安裝更為簡便。
[0007]本發(fā)明解決了輻射器重量采用常規(guī)手段難以進一步降低的問題，在不改變天線尺寸外形、結(jié)構(gòu)形式、電性能的情況下，同時保證了輻射器本身的結(jié)構(gòu)強度與機械強度，具備結(jié)構(gòu)工藝簡單、易于加工制備、重量輕等優(yōu)點，可以有效應(yīng)用于輕質(zhì)相控陣天線系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0008]圖1是PMI泡沫輻射器結(jié)構(gòu)正視圖
[0009]圖2是PMI泡沫輻射器結(jié)構(gòu)剖面圖
[0010]圖3是PMI泡沫輻射器結(jié)構(gòu)有源駐波仿真結(jié)果
【具體實施方式】
[0011]下面對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0012]參見圖1，一種輻射器，其特征在于，材料選用PMI泡沫A，在PMI泡沫形成的輻射器內(nèi)外表面設(shè)置金屬鍍層B。所說的PMI泡沫輻射器是由聚甲基丙烯酰亞胺PMI泡沫作為主要基材，通過機械加工將基材加工成相應(yīng)的與輻射器外形結(jié)構(gòu)相同的PMI泡沫結(jié)構(gòu)，并將PMI泡沫結(jié)構(gòu)的所有外表面電鍍金屬，使其成為導(dǎo)電表面。
[0013]在保證電性能的前提下，采用本發(fā)明使輻射器較傳統(tǒng)方法極大地減輕了輻射器結(jié)構(gòu)的重量。由于該復(fù)合材料是目前強度、剛度最高的泡沫，具備密度小、100%閉孔、耐高溫、抗壓和比強度高等特點，具有優(yōu)異的機械加工性能等，同時也可有效改善傳統(tǒng)減重方法帶來的機械強度、抗振動性以及電性能等相關(guān)問題。
[0014]進一步的，包括階梯開槽的輻射開槽結(jié)構(gòu)1、L形耦合匹配結(jié)構(gòu)2以及同軸饋電結(jié)構(gòu)3 ;同軸饋電結(jié)構(gòu)3采用直線線纜，同軸饋電結(jié)構(gòu)3貫穿L形耦合匹配結(jié)構(gòu)2的橫邊，與L形耦合匹配結(jié)構(gòu)2的縱邊平行山形耦合匹配結(jié)構(gòu)2的縱邊與階梯開槽的輻射開槽結(jié)構(gòu)I的底端相接。該結(jié)構(gòu)安裝方式的設(shè)置，保證了輻射器PMI基材的整體性以及結(jié)構(gòu)強度的同時，采用直插式同軸饋電結(jié)構(gòu)，使得輻射器的安裝更為簡便。
[0015]本發(fā)明解決了輻射器重量采用常規(guī)手段難以進一步降低的問題，在不改變天線尺寸外形、結(jié)構(gòu)形式、電性能的情況下，同時保證了輻射器本身的結(jié)構(gòu)強度與機械強度，具備結(jié)構(gòu)工藝簡單、易于加工制備、重量輕等優(yōu)點，可以有效應(yīng)用于輕質(zhì)相控陣天線系統(tǒng)。
[0016]本發(fā)明的工作原理是:PMI泡沫材料本身具備密度小、100%閉孔、耐高溫、抗壓和比強度高等特點，具有優(yōu)異的機械加工性能等?；谄鋬?yōu)異的機械加工性能，可以保證PMI輻射器泡沫結(jié)構(gòu)的高精度加工；基于其100%閉孔保證電鍍過程中不吸水；基于其低密度以及高強度適合作為輕質(zhì)輻射器理想材料。PMI輻射器泡沫結(jié)構(gòu)所有外表面鍍金屬后，對電磁波起到很好的屏蔽與導(dǎo)電效果，裝入同軸饋電結(jié)構(gòu)并安裝固定，其電性能工作原理與金屬福射器相同。
[0017]具體實例如下:
[0018]圖1?圖2給出了 PMI輻射器單元的結(jié)構(gòu)示意圖，據(jù)仿真驗證，如圖3所示PMI輻射器單元電性能良好，單個鍍I μηι銀的PMI (密度0.052g/cm3)福射器單元較相同外形結(jié)構(gòu)的金屬鋁材(密度2.7g/cm3)輻射器減重約6.4g，假設(shè)某相控陣天線共計4000個單元，則可減重約2.6kg。
【主權(quán)項】
1.一種輻射器，其特征在于，材料選用PMI泡沫㈧，在PMI泡沫形成的輻射器內(nèi)外表面設(shè)置金屬鍍層(B)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射器，其特征在于，包括階梯開槽的輻射開槽結(jié)構(gòu)(I)丄形耦合匹配結(jié)構(gòu)(2)以及同軸饋電結(jié)構(gòu)(3);同軸饋電結(jié)構(gòu)(3)采用直線線纜，同軸饋電結(jié)構(gòu)(3)貫穿L形耦合匹配結(jié)構(gòu)(2)的橫邊，與L形耦合匹配結(jié)構(gòu)(2)的縱邊平行；L形耦合匹配結(jié)構(gòu)(2)的縱邊與階梯開槽的輻射開槽結(jié)構(gòu)(I)的底端相接。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種輻射器，其特征在于，材料選用PMI泡沫(A)，在PMI泡沫形成的輻射器內(nèi)外表面設(shè)置金屬鍍層(B)。
【IPC分類】H01Q1/38, H01Q1/50
【公開號】CN105680165
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】沈靜, 鄢學(xué)全, 郭星辰
【申請人】中國航空工業(yè)集團公司雷華電子技術(shù)研究所
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2014年11月20日