[發明專利]一種耐高溫寬頻透波陶瓷天線罩結構及其制備方法

在審

• 申請號: 202010187521.8
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111244628A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 曾照勇;李昕;劉兵;何利華;侯凱
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: H01Q1/42
• 分類號: H01Q1/42;C04B35/622;C04B35/584;B28B1/00;B33Y10/00;B33Y70/00
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 包姝晴;張靜潔

本發明公開了一種耐高溫寬頻透波陶瓷天線罩結構及其制備方法。所述耐高溫寬頻透波陶瓷天線罩結構包含勻質外層、多孔層、勻質內層和勻質連接層四個部分，采用單一透波陶瓷材料一體化成型，所述多孔層中設置有均勻分布的孔，所述勻質外層、多孔層、勻質內層構成A夾層結構實現寬頻透波。本發明所述制備方法采用紫外光固化3D打印方法整體制備，通過調控勻質外層、勻質內層、多孔層的厚度以及孔的直徑和孔間距，獲得滿足不同透波需要的天線罩結構。本發明提供的高溫寬頻透波陶瓷天線罩結構具有耐高溫、寬頻透波、高強度、結構簡單、可靠性好等多項優點。

技術領域

本發明涉及寬頻透波天線罩設計與制造技術領域，具體地涉及一種耐高溫寬頻透波陶瓷天線罩結構及其制備方法。

背景技術

天線罩屬于一種多功能透波結構，用于保護制導系統等，使其在惡劣的熱力環境下仍能正常工作。隨著制導系統在復合制導、抗干擾和對付多目標等方面要求的不斷提高，耐高溫寬頻透波天線罩的研制成為國內外研究的熱點之一。

寬頻透波天線罩可采用薄壁、夾層、超材料等結構形式，薄壁天線罩的壁厚需采用1/20介質波長，壁厚較小，應用較少，目前采用夾層結構是實現天線罩寬頻透波的主要設計方法，特別是在有機復合材料天線罩領域，廣泛采用A夾層、C夾層等結構形式實現寬頻透波。專利CN103647144A《寬頻段蜂窩夾層玻璃鋼天線罩》介紹了一種蜂窩夾層天線罩的制備方法，論文《覆蓋X波段到Ka波段的超寬帶天線罩》介紹了一種采用石英纖維/環氧復合材料作為蒙皮、PMI泡沫作為芯層的C夾層天線罩結構。

在陶瓷材料天線罩領域，由于成型工藝的限制，實現夾層結構難度較大，主要采用粘接、空心纖維等方式實現夾層天線罩的制備。專利CN102969566A《一種對稱多層多頻段天線罩結構及制備方法》和專利CN102916251A《一種高溫寬頻梯度多孔氮化硅天線罩結構》均介紹了一種采用致密陶瓷和多孔層構成多層天線罩結構實現寬頻透波的方法，但各層之間均采用粘結劑進行連接，粘結劑的存在會對天線罩高頻條件下的透波帶來不利影響，且粘結劑耐溫有限，高溫下容易失效。專利CN104446584B《變密度寬頻透波石英復合陶瓷天線罩罩體成型方法》和專利CN106129615B《寬頻透波雙層復合陶瓷天線罩罩體及其制備方法》介紹了一種采用石英纖維作為外層材料、空心石英纖維作為內層材料實現雙層變密度的石英陶瓷基天線罩結構，這種方法制備過程較為復雜，且受限于空心纖維孔徑限制，內層材料的介電常數難以做到很低；采用多次成型燒結或浸漬方法也可以實現夾層結構陶瓷天線罩的制造，論文《A夾層石英陶瓷材料的制備》介紹了一種A夾層石英陶瓷天線罩的方法，需兩次成型，先通過酚醛造粒和燒結形成多孔層，再通過真空浸漬形成夾層結構，成型過程仍較為復雜。

采用超材料結構也可以實現寬頻透波，專利CN10279069A《X波段超寬透波天線罩》介紹了一種采用超材料原理設計的透波天線罩，該方法主要應用于平面結構，采用超材料制備變曲率錐形結構天線罩的實現難度較大，目前應用較少。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種耐高溫寬頻透波陶瓷天線罩結構及其制備方法。

本發明提供的耐高溫寬頻透波陶瓷天線罩結構包含勻質外層、多孔層、勻質內層和勻質連接層；所述多孔層位于勻質外層和勻質內層之間，且多孔層中設置有均勻分布的孔；所述勻質外層、多孔層以及勻質內層的兩端均與勻質連接層融合連接，從而形成一體化結構。

可選地，所述耐高溫寬頻透波陶瓷天線罩結構中，勻質外層、多孔層、勻質內層構成A夾層結構形式實現寬頻透波。

可選地，所述耐高溫寬頻透波陶瓷天線罩結構采用單一、透波的陶瓷材料，所述陶瓷材料為石英陶瓷或氮化硅陶瓷。

可選地，所述勻質外層、勻質內層和勻質連接層的介電常數為2.5～5，多孔層的整體介電常數為1.6～2.5。

可選地，所述勻質外層和勻質內層的厚度為0.5mm～3mm，多孔層厚度為3mm～15mm，勻質連接層的厚度為5mm～15mm。