[发明专利]一种剖分式双脊矩形喇叭天线结构及制备方法

说明书

本发明提供了一种剖分式双脊矩形喇叭天线结构，包括脊盖、脊盒以及馈电座，所述脊盖包括上脊、直波导段腔盖、喇叭段的上半部分，所述脊盒包括下脊、直波导段腔体、喇叭段的下半部分、后盖板和安装法兰，所述脊盖与脊盒连接接触面分别开设有安装孔与自定位结构，所述定位结构用于脊盖与脊盒精准装配，所述馈电座通过第一连接螺钉与安装法兰固定在后盖板上；第二连接螺钉通过安装孔固定脊盖与脊盒形成双脊矩形喇叭天线的主体结构。

技术领域

本发明涉及天线领域，特别涉及一种剖分式双脊矩形喇叭天线结构及制备方法。

背景技术

双脊矩形喇叭天线具有工作频带宽、功率容量大、辐射特性好等优点，目前在通信、雷达、电子战等领域的应用非常广泛。现有文献资料中，针对这种天线电磁设计方面的研究非常多，但对其结构形式的介绍均为简略示意图，缺少详细的结构设计介绍。众所周之，天线是一种典型的机电一体化产品，结构成型方法的选择和各零部件的详细结构设计不仅影响天线的电磁性能与机械强度，而且直接影响到天线的精度、制造周期和成本。

双脊矩形喇叭天线比较常见的结构成型方法有分块焊接、碳纤维复合材料整体成型、整体铸造、散件拼装4种。

分块焊接结构成型是指将喇叭体、安装法兰、波导段、上脊、下脊、后盖板等零件拼装焊接成一个整体(参见文献：角锥喇叭天线制造工艺.谢颖然等.电子工艺技术.2007, 28(3)：169～170)。高温焊接引起的变形会导致天线尺寸和形状发生变化，造成天线的电磁性能下降，进而影响系统使用。此外，适用于焊接的铝合金材料一般为中低强度铝材，这种材料焊接成的天线机械强度较低，很难适应航空航天领域的恶劣环境和满足这些领域的高可靠性要求。

碳纤维复合材料整体成型这种方法是采用高模量的预浸树脂碳纤维在模具上铺层，将喇叭体、安装法兰、波导段、上脊、下脊一起真空热压成型(参见文献：碳纤维喇叭天线制造工艺研究.桂涛.电子机械工程.2018,34(4)：47～51)。这种结构形式的天线尺寸精度较低，表面粗糙度差，模具成本高，制造周期长，碳纤维价格高昂，适用于内腔简单、对精度要求不高的航天领域喇叭天线。

整体铸造这种结构成型方法是指通过石膏型熔模精密铸造技术或电铸铜技术将喇叭体、安装法兰、波导段、上脊、下脊、后盖板等零件一起铸造成型(参见文献：北京航空航天大学.一种毫米波矩圆过渡一体化波纹喇叭天线及加工方法：200910093482.9[P].2010-03-03)。采用铸造技术的模具成本很高，天线尺寸精度不高，内腔的表面粗糙度较差，适用于内腔形状简单、对精度要求不高的大批量生产喇叭天线。此外，采用电铸铜的喇叭天线由于原材料是铜，因此重量很重，生产周期也很长。

散件拼装结构成型方法是将喇叭段、安装法兰、波导段、上脊、下脊、后盖板等各个零件单独加工，再用螺钉紧固装配成型(参见文献：西安电子科技大学.宽带双脊喇叭天线：201610068745.0[P].2016-06-29)。天线各零部件单独通过机械加工成型，尺寸精度较高、表面粗糙度较好、产品电磁性能较好。这种方法分解的零件较多，装配环节多，累积误差较大，影响天线电磁性能的进一步提高。此外，这种方法要求天线中的上脊和下脊需要有较大的尺寸空间来设置螺钉的安装位置，脊与波导腔及喇叭段内壁的安装贴合达不到严丝合缝，有缝隙，这些缝隙会降低天线的增益(参见文献：西安电子科技大学.宽带双脊喇叭天线：201610068745.0[P].2016-06-29)。

综上所述，现有的结构成型方法中，分块焊接变形大、精度差、强度低；碳纤维复合材料整体成型和整体铸造喇叭内表面粗糙度差、尺寸精度也较低、成本高昂；散件拼装这种方法要求上脊和下脊需要有较大的尺寸空间来设置螺钉安装位置，这些结构成型方法都不能满足某些小尺寸、高精度双脊矩形喇叭天线的要求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，提供了一种剖分式双脊矩形喇叭天线结构及制备方法，完全消除脊与波导腔和喇叭段内壁之间的缝隙，通过减少拼装零件的个数来减少累积误差，从而获得低成本、高精度、高电磁性能的双脊矩形喇叭天线。