[發明專利]曲面頻率選擇面激光刻蝕方法

有效

• 申請號: 201210130958.3
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN102683790A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 施錦文;田步寧;薛兆璇;王旭東
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: H01P11/00
• 分類號: H01P11/00;H01P1/20;H01Q15/22;B23K26/36
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

技術領域

本發明屬于微波通信領域，涉及一種曲面頻率選擇面激光刻蝕輸入模型的建立方法，應用于星載多饋源多頻段天線系統中。

背景技術

隨著衛星通信的發展，頻率選擇反射器成為近年來發展較快的星載天線部件之一。激光刻蝕具有無接觸、無需模具、清潔、精度高、方便實行數控等特點，且該工藝對反射器重量幾乎沒有增加，因此被認為是星載頻率選擇反射器加工的最為理想的手段。

激光刻蝕技術通過具有聯動功能的激光刻蝕頭可對任意復雜三維曲面上金屬薄膜、按照設計的圖形進行精確定位及精密刻蝕成型，其優點是金屬薄膜圖形的定位及加工精度高。但在激光刻蝕前需要對頻率選擇面進行準確的模型建立，作為刻蝕過程中激光頭行進的輸入依據。模型建立的準確性直接影響著曲面頻率選擇反射器的電性能特性。

頻率選擇面是由完全相同的單元沿二維方向周期排列而成的(如圖1所示)，在星載卡塞格倫式雙反射面天線中，有時需要副反射器具有頻率選擇功能，而副反射器往往是橢球面或雙曲面上的一部分(如圖2所示)，在曲面上對周期結構進行建模并且不破壞其頻率選擇性能是非常困難的。

發明內容

本發明的技術解決問題：克服現有技術的不足，提出了頻率選擇單元在曲面反射器上的投影方法，為頻率選擇面的激光刻蝕提供了有效的輸入模型，提高了刻蝕效率。

本發明的技術解決方案：曲面頻率選擇面激光刻蝕方法，所述的激光刻蝕方法首先需要建立曲面頻率選擇面激光刻蝕輸入模型，然后將建立的曲面頻率選擇面激光刻蝕輸入模型輸入至激光刻蝕系統，作為激光頭行進的依據，由激光頭進行刻蝕；所述的建立曲面頻率選擇面激光刻蝕輸入模型的步驟如下：

(1)在反射器的母線上間隔性的選取母線基點，定義為A1～An，基點A1位于反射器的中央位置，基點間距為反射器相鄰頻率選擇單元環的圓心距；

(2)在基點A1處作反射器的切平面T，用分別通過基點A1～An的相互平行的平面垂直于切平面T切割反射器，所得的交線記為Li，i＝1～n；

(3)將上述步驟(2)中的每一條交線分別進行如下處理：選取每條交線Li的中心點及兩端點，并以該三點為基礎作圓，確定圓半徑Ri，以半徑Ri為母線作錐形圓環帶，該錐形圓環帶在Ai點與反射器的母線相切，錐形圓環帶的寬度大于反射器頻率選擇單元環的直徑；

(4)在步驟(3)確定的n條錐形圓環帶上排列頻率選擇單元環，頻率選擇單元環的間距與步驟(1)中基點間距相同；

(5)將所有錐形圓環帶上的頻率選擇單元環沿反射器的法線投影到反射器上，得到激光刻蝕輸入模型。

本發明與現有技術相比的有益效果是：

(1)相對于貼圖法制作頻率選擇反射器而言，本發明利用副反射器自身的曲面特性，將頻率選擇單元按照一定規律投影在反射器表面上，較大程度的保持了頻率選擇單元的周期排列特性。

(2)建立的頻率選擇單元模型精度較高，尤其在使用頻率較高時，采用本發明研制的曲面反射器依然具有較好的電性能。

附圖說明

圖1為需要進行激光刻蝕的曲面副反射器示意圖；

圖2為需要進行激光刻蝕的頻率選擇單元陣示意圖；

圖3為本發明曲面副反射器上的基點選取示意圖；

圖4為本發明在反射器中心位置處的基點上作切平面T，用若干平行的平面通過基點垂直于T切割反射器的示意圖；

圖5a為本發明作錐形圓環帶通過圖4中的交線示意圖；圖5b為錐形圓環帶示意圖；

圖6為本發明沿錐形圓環帶周期性排列頻率選擇單元環并投影后的示意圖。

具體實施方式

在星載卡塞格倫式雙反射面天線中，副反射器往往是橢球面或雙曲面上的一部分，本發明的技術出發點是，副反射器上任意一條曲線都可以近似認為是一個圓上的一段。下面介紹本發明曲面頻率選擇面激光刻蝕方法。具體步驟如下：

1、建立曲面頻率選擇面激光刻蝕輸入模型

(1)在反射器的母線上間隔性的選取母線基點，定義為A1～An，基點A1位于反射器的中央位置，基點間距為反射器相鄰頻率選擇單元環的圓心距；基點個數根據反射器大小確定。

(2)在基點A1處作反射器的切平面T，用分別通過基點A1～An的相互平行的平面垂直于切平面T切割反射器，所得的交線記為Li，i＝1～n；