[發明專利]一種寬帶分光分頻元件及其制備方法

有效

• 申請號: 201711252422.8
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN108037559B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 余毅;劉韜;何鋒赟;劉震宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G02B5/08
• 分類號: G02B5/08;G02B27/10
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

本發明涉及光學技術及高頻無線電接收技術領域，具體公開一種寬帶分光分頻元件及其制備方法。本發明的采用傳統夾層結構制作出透波特性的寬帶分光分頻元件，并且保證單個石英纖維蒙皮材料的表面具有機械平行度等級，再在石英纖維蒙皮材料的表面增鍍固化的樹脂，由固化的樹脂實現光學表面精度的要求。對于毫米波透波特性分析與設計中，將固化層、石英纖維蒙皮材料形成的所述增強層及所述中芯夾層綜合分析與設計，調制所述中芯夾層的厚度使所述增強層的反射相互抵消，從而得到較寬的寬帶內獲得高頻寬帶透波的特性。對于光學信號反射特性，在耐高溫的樹脂表面增鍍所述介質膜，可以保證光學信號的高反射率。

技術領域

本發明涉及于光學技術及寬帶無線電接收領域，特別涉及一種寬帶分光分頻元件及其制備方法。

背景技術

隨著空間目標探測需求的提高,為增強地基空間目標監聽監視設備偵聽及跟蹤能力，對于地基無線電偵收設備提出了新的技術要求：(1)設備具有較寬的接收頻段如20GHz-120GHz，具有多種信號的解調及記錄功能，以適應多種不同空間目標的接收；(2)空間目標高頻及高頻信號偵測能力亟待提高；(3)具備較高的接收靈敏度、頻域及空域自動搜索及跟蹤功能，以適應發現目標的需求。而單一的光學或低頻無線電偵收模式已經難以滿足空間目標偵測需求的發展，發展光學與毫米波信號共孔徑復合接收技術，以提高單站接收系統的綜合性能。

對于高頻寬帶無線電信號，單一饋源難以全部實現高效接收和準確跟蹤，對于如20GHz-120GHz高頻的無線電信號，一般采取切換接收的方式，即20GHz-45GHz，45GHz-70GHz，70GHz-95GHz及95GHz-120GHz切換分時復用，采用光學輔助跟蹤，而無線電偵測系統只負責接收空間目標的輻射信號，這樣提升了無線電接收效率。二者共孔徑探測，光學跟蹤能夠最為準確的為無線電接收系統提供目標指向，因此，將寬帶無線電信號與光學信號高效分離成為該類設備的關鍵技術之一。其中核心部件之一為分光分頻元件，能夠將光學信號及寬帶毫米波信號高效分離。傳統的解決的分光分頻解決方案為在透波材料表面鍍介質膜的方式及金屬網柵結構，其中金屬網柵結構是透光學反毫米波信號，但二者都存在一定弊端。透波材料表面鍍介質膜的方式無法實現寬帶的透過性，只能保證某個或某幾個頻段高效透過。金屬網柵結構由于要保證對高頻毫米波信號的反射，因此網柵間隔過細，會引起光學信號的衍射效應，無法成像。

為了克服上述缺點，設計一種新的寬帶分光分頻元件及其制備方法。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了提供一種寬帶分光分頻元件及其制備方法，旨在克服現有分光分頻元件技術的缺陷，能夠實現寬帶的20GHz-120GHz毫米波信號的透過率大于88％，同時能夠保證可見光反射率大于85％。

第一方面，本發明實施例中提供一種寬帶分光分頻元件，其包括：中芯夾層，用于透射毫米波，所述中芯夾層由低介電常數材料制成，所述中芯夾層的厚度范圍為1mm～400mm，所述中芯夾層包含蜂窩材料或泡沫材料；增強層，用于增加所述寬帶分光分頻元件的機械強度，所述增強層設于所述中芯夾層表面；粘結劑，所述粘結劑設于所述增強層與所述中芯夾層之間，用于將所述增強層與所述中芯夾層固連在一起；固化層，所述固化層設于所述增強層表面，在所述固化層表面鍍上介質膜，所述介質膜用于將光學信號高效反射。

可選地，所述泡沫材料的厚度為2mm，介電常數為1.2，介電損耗角正切tanδ＝0.005。

可選地，所述蜂窩材料的厚度為2mm，介電常數為1.1，介電損耗角正切tanδ＝0.005。

可選地，所述增強層由石英纖維蒙皮材料制成，所述增強層的厚度為0.05mm，介電常數為3.78，介電損耗角正切tanδ＝0.0002，彈性模量72GPa，抗拉強度1700MPa。

可選地，所述粘結劑為環氧樹脂，所述環氧樹脂的厚度為0.06mm，介電常數為3.7，介電損耗角正切tanδ＝0.019。