一種輻射器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于微波天線技術，涉及對輻射器重量的改進設計
【背景技術】
[0002]為了滿足實際應用和裝載平臺的要求，特別是無人機系統、機載以及星載系統，必須減少有效載荷的質量和貯存體積，其裝載的設備質量必須輕，體積必須小，使得相控陣天線朝著輕質小型化的方向發展。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成為了越來越緊迫的問題。
[0003]相控陣天線中的輻射器結構往往數目眾多，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上通常可以分有金屬輻射器與介質輻射器，選用密度低金屬或介質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。
【發明內容】
[0004]本發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外表面設置金屬鍍層(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的與輻射器外形結構相同的PMI泡沫結構，并將PMI泡沫結構的所有外表面電鍍金屬，使其成為導電表面。
[0005]在保證電性能的前提下，采用本發明使輻射器較傳統方法極大地減輕了輻射器結構的重量。由于該復合材料是目前強度、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，具有優異的機械加工性能等，同時也可有效改善傳統減重方法帶來的機械強度、抗振動性以及電性能等相關問題。
[0006]進一步的，包括階梯開槽的輻射開槽結構(I)、L形耦合匹配結構(2)以及同軸饋電結構(3);同軸饋電結構3采用直線線纜，同軸饋電結構(3)貫穿L形耦合匹配結構(2)的橫邊，與L形耦合匹配結構(2)的縱邊平行；L形耦合匹配結構(2)的縱邊與階梯開槽的輻射開槽結構(I)的底端相接。該結構安裝方式的設置，保證了輻射器PMI基材的整體性以及結構強度的同時，采用直插式同軸饋電結構，使得輻射器的安裝更為簡便。
[0007]本發明解決了輻射器重量采用常規手段難以進一步降低的問題，在不改變天線尺寸外形、結構形式、電性能的情況下，同時保證了輻射器本身的結構強度與機械強度，具備結構工藝簡單、易于加工制備、重量輕等優點，可以有效應用于輕質相控陣天線系統。
【附圖說明】
[0008]圖1是PMI泡沫輻射器結構正視圖
[0009]圖2是PMI泡沫輻射器結構剖面圖
[0010]圖3是PMI泡沫輻射器結構有源駐波仿真結果
【具體實施方式】
[0011]下面對本發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外表面設置金屬鍍層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的與輻射器外形結構相同的PMI泡沫結構，并將PMI泡沫結構的所有外表面電鍍金屬，使其成為導電表面。
[0013]在保證電性能的前提下，采用本發明使輻射器較傳統方法極大地減輕了輻射器結構的重量。由于該復合材料是目前強度、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，具有優異的機械加工性能等，同時也可有效改善傳統減重方法帶來的機械強度、抗振動性以及電性能等相關問題。
[0014]進一步的，包括階梯開槽的輻射開槽結構1、L形耦合匹配結構2以及同軸饋電結構3 ;同軸饋電結構3采用直線線纜，同軸饋電結構3貫穿L形耦合匹配結構2的橫邊，與L形耦合匹配結構2的縱邊平行山形耦合匹配結構2的縱邊與階梯開槽的輻射開槽結構I的底端相接。該結構安裝方式的設置，保證了輻射器PMI基材的整體性以及結構強度的同時，采用直插式同軸饋電結構，使得輻射器的安裝更為簡便。
[0015]本發明解決了輻射器重量采用常規手段難以進一步降低的問題，在不改變天線尺寸外形、結構形式、電性能的情況下，同時保證了輻射器本身的結構強度與機械強度，具備結構工藝簡單、易于加工制備、重量輕等優點，可以有效應用于輕質相控陣天線系統。
[0016]本發明的工作原理是: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，具有優異的機械加工性能等。基于其優異的機械加工性能，可以保證PMI輻射器泡沫結構的高精度加工；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輻射器理想材料。PMI輻射器泡沫結構所有外表面鍍金屬后，對電磁波起到很好的屏蔽與導電效果，裝入同軸饋電結構并安裝固定，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輻射器單元的結構示意圖，據仿真驗證，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構的金屬鋁材(密度2.7g/cm3)輻射器減重約6.4g，假設某相控陣天線共計4000個單元，則可減重約2.6kg。
【主權項】
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外表面設置金屬鍍層(B)。2.根據權利要求1所述的輻射器，其特征在于，包括階梯開槽的輻射開槽結構(I)丄形耦合匹配結構(2)以及同軸饋電結構(3);同軸饋電結構(3)采用直線線纜，同軸饋電結構(3)貫穿L形耦合匹配結構(2)的橫邊，與L形耦合匹配結構(2)的縱邊平行；L形耦合匹配結構(2)的縱邊與階梯開槽的輻射開槽結構(I)的底端相接。
【專利摘要】本發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外表面設置金屬鍍層(B)。
【IPC分類】H01Q1/38, H01Q1/50
【公開號】CN105680165
【申請號】
【發明人】沈靜, 鄢學全, 郭星辰
【申請人】中國航空工業集團公司雷華電子技術研究所
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2014年11月20日