一种阵列式天线的制作方法

1.本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种阵列式天线。


背景技术：

2.天线罩是覆盖在天线阵面及其附属微波电路之上的一种重要功能结构件，以保护天线系统免受风、沙、雨和雪等自然环境的损害，实现其长期、稳定、可靠的工作。天线罩一般分为平板罩、拱形罩、球形罩等。
3.现有技术中改的天线罩均是针对阵列天线进行整体密封的，如公告号为cn201556706u的实用新型专利公开的一种相控阵列天线的半球型互耦补偿天线罩，这种方式天线罩必须与天线的反射板结构相匹配，而为了足系统机动性运输的要求，雷达天线阵面往往被拆分成几块，通过自动架设机构实现阵面的拆收/展开。每块天线阵面上需要分别设置一个覆盖整个天线阵面的天线罩，分块设计导致阵面拼接处在天线单元间距、罩体壁厚、介电性能等电性能指标呈现出差异性，进而影响方向图、副瓣电平等系统指标。为了实现雷达多功能、抗干扰、一体化等新的需求，天线阵面往往采用多子阵的灵活工作模式，需要保证天线辐射单元及其附属天线罩在物理性能上尽可能“完全”一致。
4.此外，在远程测量跟踪雷达中，工作占空比是常规雷达的数倍，电磁波在穿过常规天线罩时消耗的能量也在增加，不仅降低了系统威力，还会增加天线罩烧蚀的风险。
5.在阵列天线设计中，为满足结构分块和电讯多子阵的设计要求，全部天线单元在物理性能上的一致性要求，以及天线罩低损耗、耐高温需求等，迫切需要一种新的型式的天线罩。
6.另外，天线罩的防水密封设计也是天线设计的重要内容，天线罩的防水密封设计应综合考虑密封的结构形式、承受压力、使用环境、使用介质、表面处理及施工方法等因素，密封形式主要有密封剂、密封件密封两种。密封剂密封主要以手工操作为主，大量应用场景下，密封的一致性、稳定性与可靠性存在隐患。密封件预压缩量一般需要通过合适数量螺钉的拧紧力来施加，大量的使用紧固件会带来重量的增加以及低下的生产效率。同时，两种密封方式都要求密封连接部位有一定的刚度，必然要求天线罩连接部位厚度增加，不利于天线罩的轻量化和成型质量。


技术实现要素：

7.本发明所要解决的技术问题在于提供一种确保天线阵子物理性能完全一致的阵列式天线。
8.本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种阵列式天线，包括阵列排列的天线阵子，所述天线阵子沿纵向和横向分别间隔排列，每个天线阵子上分别独立的设置有一个天线罩。
9.本发明在每个天线阵子上分别独立的设置了一个天线罩，从而确保组成阵列天线的全部天线阵子及其对应的天线罩在物理性能上完全一致，而且天线阵子相互间隔的排
列，相邻天线阵子之间的天线罩不会存在重叠区域，解决了相邻天线阵面在罩体壁厚和介电性能方面的差异，使天线阵面的工作方式更加灵活，降低电磁波在穿过天线罩时的能量损耗。
10.优选的，所述天线阵子设置于反射板上，天线罩包括连接法兰、柱面和顶面，所述连接法兰设置于柱面下方并相对柱面形成外翻边结构，所述顶面为与柱面连接的类球面或锥面。
11.优选的，所述天线罩为使用热塑性材料制作的壁厚均匀的壳体。
12.优选的，所述天线罩使用聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚苯醚、聚醚酰亚胺中的任意一种注塑成型得到。
13.优选的，所述天线罩的壁厚为0.8mm～1.5mm。
14.优选的，所述连接法兰与反射板通过泡沫棉胶带粘贴连接。
15.优选的，所述连接法兰与反射板之间的间隙填充有缝隙密封胶。
16.优选的，所述泡沫棉胶带为丙烯酸酯材料，厚度0.3mm～1.6mm。
17.优选的，所述反射板表面设置有容纳连接法兰的凹槽，所述凹槽内贴附有所述泡沫棉胶带，连接法兰的底面插入到凹槽内，连接法兰与凹槽侧面的缝隙填充有所述缝隙密封胶，所述连接法兰的侧面与反射板表面连接处通过缝隙密封胶填充形成倒角。
18.优选的，所述连接法兰的底面宽度不小于3mm，所述反射板表面设置有与连接法兰底面对应的凸台，所述连接法兰与凸台通过所述泡沫棉胶带连接。
19.本发明提供的阵列式天线的优点在于：在每个天线阵子上分别独立的设置了一个天线罩，从而确保组成阵列天线的全部天线阵子及其对应的天线罩在物理性能上完全一致，而且天线阵子相互间隔的排列，相邻天线阵子之间的天线罩不会存在重叠区域，解决了相邻天线阵面在罩体壁厚和介电性能方面的差异，使天线阵面的工作方式更加灵活，降低电磁波在穿过天线罩时的能量损耗。
20.通过薄壁热塑性塑料的应用，降低了电磁波穿过天线罩时的损耗，提高了系统效率；同时，材料耐温性能得到提升，天线罩烧蚀风险显著降低；
21.通过天线罩连接法兰宽度尺寸来选择“凹”式和“凸”式两种不同密封结构，保证了防水密封设计的可靠性、成品率与装配效率；
22.通过全闭孔结构泡沫棉胶带的应用，以及在固化工艺中通过抽真空措施排出了胶结面上的气泡，实现了阵列天线单元天线罩与反射板的密封连接操作的一致性、稳定性与可靠性，密封连接工艺一次成品率达到100％。
附图说明
23.图1为本发明的实施例提供的阵列式天线的示意图；
24.图2为本发明的实施例提供的阵列式天线的天线阵子的示意图；
25.图3为本发明的实施例提供的阵列式天线的天线罩的示意图；
26.图4为本发明的实施例提供的阵列式天线的反射板上的凸台示意图；
27.图5为本发明的实施例提供的与反射板凸台配合的泡沫棉胶带的示意图。
具体实施方式
28.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.结合图1和图2，本实施例提供了一种阵列式天线，包括阵列排列的天线阵子1，所述天线阵子1沿纵向和横向分别间隔排列，每个天线阵子1分别独立的设置有一个天线罩2。
30.本实施例在每个天线阵子1上分别独立的设置了一个天线罩2，从而确保组成阵列天线的全部天线阵子1及其对应的天线罩2在物理性能上完全一致，而且天线阵子1相互间隔的排列，相邻天线阵子1之间的天线罩2不会存在重叠区域，解决了相邻天线阵面在罩体壁厚和介电性能方面的差异，使天线阵面的工作方式更加灵活，降低电磁波在穿过天线罩2时的能量损耗。
31.结合图1和图2，所述天线阵子1设置于反射板3上，本实施例中在反射板3上共设置了8000个天线阵子1，天线阵子1呈三角布阵的方式阵列排列。
32.结合图3，所述天线罩2包括连接法兰21、柱面22和顶面23，所述连接法兰21设置于柱面22下方并相对柱面22形成外翻边结构，所述顶面23为与柱面22连接的类球面或锥面，从而方便雨雪滑落，降低自然因素对天线工作的影响。所述柱面22可根据天线阵子1的结构适应性的设置为矩形、圆形，椭圆形，多棱柱形结构，本实施根据天线阵子1的结构将柱面22设置为椭圆形结构，所述顶面23设置为类球面结构。
33.所述天线罩2为使用热塑性材料制作的壁厚均匀的壳体，具体可使用聚醚醚酮(peek)、聚酰亚胺(pi)、聚苯醚(ppo)、聚醚酰亚胺(pei)中的任意一种，通过注塑成型得到，通过薄壁热塑性材料，降低了电磁波穿过天线罩时的能量损耗，提高了系统效率，而且材料耐高温性能较好，天线罩2的烧蚀风险显著降低。
34.天线罩2的表面还涂覆有油漆层以提高耐磨性，为了提高油漆的附着力，在天线罩2的表面先进行喷砂处理。天线罩2的壁厚为0.8mm～1.5mm，优选设置为1mm，材料选用聚醚醚酮。
35.参考图2，所述连接法兰21与反射板3通过泡沫棉胶带4粘贴连接，具体的，在反射板3的表面设置有容纳连接法兰21的凹槽(图未示)，所述凹槽内贴附有所述泡沫棉胶带4，所述连接法兰21的底面插入到凹槽内，连接法兰21与凹槽侧面具有0.2mm左右的缝隙，缝隙诶填充有缝隙密封胶5，所述连接法兰21的上表面相对于反射板3的表面高出0.5mm左右，所述缝隙密封胶5在连接法兰21与反射板3的连接处填充形成倒角以提高密封效果。
36.所述泡沫棉胶带4使用丙烯酸酯材料制作，厚度为0.3mm～1.6mm，本实施例中使用的为0.5mm厚的，采用模具冲切工艺加工成与连接法兰21相同的形状尺寸，厚度两面带有胶层。粘结时为了提高粘结力，在粘结面上先涂抹一层底涂剂，成形的泡沫棉胶带采用赶压的方式从一端依次贴合到另一端，全部贴合完成后，可使用压块进行加压，然后放置在真空环境中进行固化。
37.所述缝隙密封胶5为流动性硅橡胶，通过增压喷注设备进行灌封，保证缝隙密封胶5填充的完整性。
38.本实施例通过凹槽固定连接法兰21，并使用泡沫棉胶带4和缝隙密封胶5进行密封
处理，确保天线罩2与反射板3的密封连接效果，提高了密封连接的可靠性，通过全闭孔结构泡沫棉胶带和抽真空固化工艺的应用，实现了全部单元天线罩密封连接工艺依次成品率达到100％。
39.该单元天线罩通过了温度冲击、振动、湿热、性能等产品鉴定试验，试验结果表明其密封性能、环境适应性满足使用要求；产品经测试，满足产品设计要求。该单元天线罩及其密封连接在大型地面雷达系统中具有很好的应用推广前景。
40.进一步的，参考图4，所述反射板3上还可以设置与连接法兰21底面对应的凸台32，所述连接法兰21与凸台32通过所述泡沫棉胶带4粘贴固定，结合图5，所述泡沫棉胶带4根据凸台32的形状适应性的设置，为了确保密封效果，此时所述连接法兰21的底面宽度应不小于3mm。
41.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。