[发明专利]一种高精度波导缝隙阵天线结构与制造工艺

说明书

技术领域

本发明属于天线机械制造工程领域，涉及频扫雷达天线的结构与制造工艺。

背景技术

波导缝隙阵天线作为电扫天线，相对二维相扫天线，因其移相器量少，天线造价低廉，结构简单，重量轻，被广泛用于地面和低空目标的侦察雷达中。所谓电扫天线，是指用多列平行的直线缝隙波导组成阵列天线，在波导的输入端串联移相器，改变移相器的移相量，使各缝隙波导间的相位发生改变，波瓣指向也随之改变，这就实现了在波导宽向的相位扫描。改变其工作频率，波导各缝隙口的相位关系就跟着发生变化，波瓣指向也随之改变，这就实现了在波导长向频率扫描。

基于窄波瓣、高增益天线的需求，随着频率的提高，出现了电大天线，给天线的结构设计与制造带来新的挑战。为某设备设计的Ku波段天线就需要在长度为4600mm、型号为BJ180的波导窄边上开650条缝，并使由32根缝隙波导组装的阵面(面积4600mm×400mm)平面度达到0.3mm。当前，借助高速切割的数控机床，在波导上开缝的精度问题已得到解决，但是当加工好的缝隙波导从机床上卸下时就会因为波导太软而发生弹性变形，怎样在结构设计和组装过程中将其变形误差消除，成为了迫切需要解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种波导缝隙阵天线的结构形式和胶接组装方法，能够满足波导缝隙阵天线阵面的精度要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高精度波导缝隙阵天线结构，包括若干个并行排列的波导；每个波导的两个宽边分别突出有翼板，一个窄边沿中心线开有平行于波导轴线的缝隙；若干个波导的缝隙朝向同一侧，相邻波导之间通过翼板胶粘连接。

所述的翼板到波导最近窄边的距离等于波导间扼流槽的深度，翼板到波导宽边中心的距离等于相邻波导间粘胶厚度的一半，翼板宽度等于两波导缝隙的间距减去波导的窄边宽度；按照波导开缝窄边的不同将波导分为波导A和波导B，相同数量的波导A和波导B相互交替，缝隙朝向同一侧并行排列。

所述的并行排列的波导在没有缝隙的一侧固定在背架上，形成刚性结构；所述的背架包括但不限于框架和桁架；在波导两端的法兰盘分别连接输入波导和吸收负载，在并行排列的波导开缝一侧安装天线罩。

本发明还提供一种上述高精度波导缝隙阵天线结构的制造工艺，包括以下步骤：在工装平台上，预先固定若干定位销在两块定位块座之间；定位销呈矩阵排列，沿定位块座长度方向的定位销间距等于相邻两波导的间距；所述的定位块座沿长度方向开一排与波导内腔尺寸相同的通孔，孔的数量和间隔分别与并行排列的波导数量和相邻间隔一致；将相邻波导的翼板表面均匀涂胶后卡到相邻两组定位销中，波导的开缝面紧贴工装平台，波导的输入端法兰盘紧贴一端定位块座；将若干定位卡板固定在并行排列的波导上表面，将定位块穿过定位块座的开孔插入波导的内腔中；在并行排列的波导外围固定一圈围挡，围挡高于定位块座；通过围挡固定透气毡覆盖在并行排列的波导表面；围绕围挡采用密封条固定一个覆盖透气毡的真空袋，真空袋上带有抽气嘴，通过抽气嘴将真空袋内部抽真空；烘烤波导至翼板间的胶膜固化；拆下真空袋、透气毡以及定位卡板，在波导缝隙天线阵背面通过胶膜粘接背板，通过调节胶膜厚度使背板与工装平台平行；在背板表面覆盖透气毡和真空袋，在真空下烘烤至胶膜固化，将成型的波导缝隙天线阵从工装平台上脱离。

本发明的有益效果是：只需用一种波导来加工波导缝隙天线，减少了拉制波导的模具，同时又确保最后加工成型的各个波导缝隙天线的横截面口径一致；将单个波导缝隙天线组成阵面时各个波导缝隙天线的开缝面紧贴工装，外部用真空袋包裹同时抽真空的措施，使整个天线上表面受力均匀，保证了天线最终成型的阵面平面度；胶接过程简单，无特殊工艺要求，普通员工稍加指导即可完成；本发明的制作方法通用性强，适合各种尺寸的波导缝隙阵面天线的生产制造。

本发明中胶接背板的波导缝隙阵天线具有一定的刚度保证，能安全的将波导缝隙阵天线从胶接工装上取下，同时调节胶膜厚度可以消除波导本身外形结构误差，满足波导开缝面和背板底面平行度要求。

本发明中天线后续装配通用性强，可适应各种背架。

本发明已经在一种Ku波段的波导缝隙阵天线上验证，其平面精度完全满足天线的精度要求。本发明的研制成功，为波导缝隙阵面天线的生产制造提供了一种有效的方法，为保证雷达的精准奠定了基础。

附图说明

图1是本发明波导截面图；

图2是波导缝隙阵天线结构主视图；

图3是波导缝隙阵天线结构左视图；