[发明专利]相控阵天线阵面阵元自适应封装工艺方法

说明书

本发明公开的一种相控阵天线大规模阵元自适应封装工艺方法，封装效率高，自适应能力强，本发明通过下述技术方案实现：在‑70℃~‑40℃低温下，完成形状记忆合金密封环的高精度成型；在相控阵天线阵面结构件的阵面上，设计并制作垂直于所述阵面，间距线阵布局集成密度孔径的阵元安装孔，并在阵元安装孔底部制出阵元组件射频连接器引线的引出孔，同时铣制出环绕所述引出孔的薄壁内环筒，以形成放置形状记忆合金密封环1的环槽；将形状记忆合金密封环手动或自动装入环形凹槽中，再将阵元组件射频连接器同轴装配到阵元安装孔内，然后将组装好的相控阵天线阵面结构件放入真空温箱内，在真空温箱内80℃~100℃的工艺条件下完成自适应封装。

技术领域

本发明涉及一种相控阵天线阵面大规模阵元自适应封装工艺方法。

背景技术

相控阵天线是组装在一起的天线阵元的集合。随着大型天线阵面技术的发展，阵面集成度及轻薄化要求将越来越高。大型相控阵一般包含成千上万个天线阵元。相控阵天线阵面尺寸大、重量重，通常由几百个到几万个不等的通过相位进行控制的通道激励辐射单元构成。当这些辐射单元分布于平面上，称为平面相控阵天线；分布于曲面上，称为曲面相控阵天线；一般相控阵天线应对每一辐射单元的相位进行控制。为了节省移相器和简化控制线路，有时几个辐射单元共用一个移相器。共用一个移相器的单元组合称为子阵。如果将多个圆阵平行分布在一个圆柱体上，便可构成圆柱阵列，圆柱阵列是最简单的共形阵列。平面相控阵天线是指天线单元分布在平面上，天线波束在方位与仰角两个方向上均可以进行相控扫描的阵列天线。平面相控阵天线单元的排列方式主要有两种：矩形格阵排列和三角形格阵排列，三角形格阵排列是由两个单元间距较大的按照矩形格阵排列的平面相控阵天线所构成。如果该曲面与雷达安装平台外形相一致，则成为共形相控阵天线。其中，天线阵面结构是相控阵雷达大部分电子设备的载体, 直接保证天线阵面及整部雷达的精度和可靠性, 阵面布局天线阵面结构是关键技术。天线阵面内部安装有天线、馈线、T/R、电源、冷却等系统诸多设备，是整个雷达中结构最复杂的部分，其集成密度和封装效率低。随着大型天线阵面技术的发展,阵面集成度及轻薄化要求将越来越高.传统的单纯依靠增加重量和外形尺寸来提高结构刚度的方法将难以满足阵面设计要求，阵面内集成的电子设备日益密集，势必会使电子元器件所处的环境条件如电磁兼容、高温、腐蚀等愈趋恶化。相控阵达天线阵面内的设备与设备之间，依靠大量的电缆和接插件连通，一旦有水渗入阵面，就可能导致电路短路，造成天线电性能下降甚至整体失效。针对相控阵雷达天线阵面的特点，需要解决天线阵面的密封问题。传统的主要依赖焊接工艺相控阵天线阵面组装工艺难以满足阵面设计要求。虽然现有技术真空焊接工艺焊接无空洞，焊接后传输性能好，接地性能佳，能够确保天线阵面阵元高可靠互联焊接，取得了较大的突破。然而，真空焊接工艺参数设置复杂、优化难度较大，一些深层次问题仍旧没有得到很好的解决。以真空气相焊为例，真空气相焊接可控参数较多，包括气相液注入量、保持时间、气相蒸汽回收设置、真空阶段设置、真空度设置等等，工程实现难度较大。仍然需要针对不同的焊接天线阵元产品，各控制焊接参数对焊接曲线的影响、各控制焊接参数相互之间的影响、焊接参数设置流程等均不明，因此真空焊接曲线需要考虑锡铅焊料的温度特性，需要研究各焊接焊接参数之间的关系。相控阵天线的另一个关键方面是天线阵元的间隔。一旦设定阵元数量确定了系统目标，物理阵列直径很大程度上取决于每个单元构件的大小限制。