[发明专利]一种铝合金Vivaldi天线阵列的制造方法

说明书

本发明公开了一种铝合金Vivaldi天线阵列的制造方法，包括如下步骤：步骤1：将铝合金Vivaldi天线阵列的各零件分为上层阵列单元零件和下层阵列单元零件，各零件的配合公差采用过盈配合；步骤2：加工各零件，并进行完全退火热处理；步骤3：裁剪焊箔；步骤4：焊接前清洗；除表面氧化皮；步骤5：将上层零件放入烘箱中，加热至200℃，将下层零件放入冰箱，降温至0℃，零件和焊箔装配到位；步骤6：将装配后的工件放入焊接工装，并整体放入铝合金真空铝钎焊炉；步骤7：焊接时采用分段保温、多区升温的多梯度保温的焊接参数进行焊接：焊接完成后工件随炉冷却至80℃以下时开炉门取出工件。

技术领域

本发明主要涉及全金属天线阵列的制造方法技术领域，特别是涉及一种铝合金Vivaldi天线阵列的制造方法。

背景技术

Vilaldi(维瓦尔第)天线具有工作带宽高、定向性好、增益优良等特点，由Vilaldi天线振子组成的天线阵列在带宽和宽角扫描阻抗匹配特性方面具有独特的优势，目前已成为很多超宽带相控阵天线阵面的首选。

传统的Vilaldi天线振子一般是采用印制板技术制造，印制板两侧有天线形状金属贴片，单个天线振子通过锡焊或者螺钉与金属基板连接形成天线阵列，但印制板天线存在结构强度低、尺寸精度差、工作功率小等缺点。全金属Vilaldi天线在保持了超宽带宽角扫描特性的同时，还具有结构强度高、尺寸精度好、环境适应性强等优点，在高频段、高功率的工作场合已得到逐步得到应用。如专利CN201911379397.9公开了一种6-18GHz45°极化金属vivaldi天线阵，解决了印刷vivaldi天线物理强度低，馈电结构复杂，成本高，功率容量小、工作于高频段(6GHz以上)时产生色散现象的问题。

铝合金具有比强度高、密度小、环境适应性强等优点，由铝合金制成的Vivaldi天线阵列非常适用于对强度、重量和环境适应性要求严格的国防及移动通信领域。目前常用的金属Vivaldi天线阵列的制造方式是先将天线阵子单独加工出来，然后通过焊接或者螺接的方式固定在金属基板上，如专利CN201911379397.9公开了的天线阵通过银钎焊将振子固定在金属基板上。这种天线阵列制造方式零件加工简单，然而存在以下问题：1)由于安装配合间隙较多，振子的位置精度和空间指向一致性较差，影响天线阵列的性能；2)单个金属振子都需要连接一个底座用于定位和固定，否则难以保证尺寸精度、形位公差和连接强度，这就要求天线阵列在设计时需在振子之间预留足够的操作空间，不利于天线阵列的小型化设计；3)紧固件连接方式会在天线阵列内部形成缝隙，容易产生腐蚀，环境适应性较差。

随着雷达产品小型化、集成化技术发展，对Vivaldi天线阵的尺寸空间、集成化程度、高可靠性都提出了不小的挑战。单个阵子尺寸小，精度要求极高，传统的工艺技术无法满足天线阵子制造要求，必须开发新型的高精度加工工艺、精密零件焊接变形控制工艺等新技术满足铝合金Vivaldi天线的设计需求。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种铝合金Vivaldi天线阵列的制造方法，该方法采用特殊的零件加工、装配和硬钎焊工艺方式，通过振子成组加工、过盈嵌套安装和微小型零件焊接变形控制技术实现天线阵列的精密成型，解决了现有天线阵列制造过程中安装间隙导致的尺寸精度下降和环境适应性差的问题，还可以避免单个金属振子与基板连接时所需的底座空间，提高了铝合金Vivaldi天线阵列的成型精度和集成度。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种铝合金Vivaldi天线阵列的制造方法，包括如下步骤：

步骤1：将铝合金Vivaldi天线阵列的各零件分为上层阵列单元零件和下层阵列单元零件，各零件的配合公差采用过盈配合；

步骤2：加工各零件，并进行完全退火热处理；

步骤3：裁剪焊箔；

步骤4：焊接前清洗，去除表面氧化皮；