[发明专利]微波波段无支撑极化分离网格的制造装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波波段无支撑极化分离网格的制造装置及其制造方法特别涉及一种适合中小批量生产及科研应用的无支撑极化分离网格的制造装置及其制造方法。

背景技术

极化分离器（极化分离网格），是一种用来对电磁波进行极化分离的准光学设备，它作为一种低损耗的极化器，在微波毫米波波段应用广泛，如我国FY-3号“微波湿度计”，国家空间中心微波遥感部研制的“全极化微波辐射计定标源”等都有重要应用。采用准光学极化分离器的微波辐射计克服了传统的双极化辐射计本机噪声功率大，系统灵敏度较低的缺点，在体积重量相当、满足高可靠性的要求的条件下，极大地提高了系统灵敏度，满足了星载毫米波辐射计探测精度高的要求，尤其是对于高频率毫米波辐射计，优势更加明显。极化分离器主体由一系列等间距、垂直或水平排列的金属丝构成。在理想情况下，当入射电磁波垂直极化方向与极化网格平行时，则垂直极化电磁波被吸收，水平极化电磁波完全透过；反之，当入射电磁波水平极化方向与极化网格平行时，则水平极化电磁波被吸收，垂直极化电磁波完全透过。在工程应用上，其透波率应能达到99.9%以上，而其反射率应控制在0.1%之内。

国外极化分离器的制造主要采用的是绕线法，整个装置如图2和图3所示，需要搭建高精度机电一体化伺服控制系统，该种制造系统搭建和调试复杂，生产成本高，中小批量生产性价比低，维修维护繁杂。

发明内容

本发明的目的在于，为了解决现有技术中存在的上述问题，满足中小批量生产及科研应用，发明了一种具有创新性的微波波段无支撑极化分离网格的制造装置。

与此相应，本发明另一个要解决的技术问题是基于上述发明装置的应用，提供一种微波波段无支撑极化分离网格的制造方法。

为实现上述发明目的，本发明提供一种微波波段无支撑极化分离网格的制造装置，包括：支架、网格框架、模具和张紧砝码，所述的支架是整个装置的支撑机架，所述的网格框架是极化分离网格的支撑框架，极化分离网格的金属丝固定在该网格框架上，所述的模具与支架之间有安装接口，其上刻有等间距分布的凹槽，所述的金属丝沉降在凹槽内，所述的网格框架与模具之间有安装接口，所述的张紧砝码与等长度的金属丝的两端连接。

基于上述发明装置的应用，本发明提供一种微波波段无支撑极化分离网格的制造方法，该方法包括如下主要步骤：

通过模具与支架之间的安装接口，将模具安装在支架上；

通过网格框架与模具之间的安装接口，将网格框架安装在模具上；

将金属丝剪成合适长度，金属丝两端与张紧砝码连接；

将与张紧砝码连接好的金属丝顺次放入模具凹槽内，直到金属丝线覆盖所需网格框架区域；

网格框架3上涂覆树脂胶，使金属丝固定在网格框架上，并加上框架盖板；

待树脂胶凝固后，依次断开金属丝两端与张紧砝码的连接；

解开网格框架与模具之间的连接。

采用上述的技术方案后，本发明具有以下优点：

1、生产成本低廉：生产成本主要是设备和人力成本之和。从设备成本上看，图2和图3所示的生产装置属于机电一体化自动控制系统，不仅需要很多结构部件，电子器件，还需要软件控制系统等，研制和调试极为复杂。本套装置不需要自动化系统支撑，所有零部件都属于常规机加工范围，生产制造难度低，生产价格低廉；从人力成本上看，不需要拥有高级技术或者学历的工人，一至二个普通工人即可完成全部工作，所需工时也较少，所需相关配套条件要求低；

2、系统组成及生产工艺简单：整个制造装置只由5个零部件组成，相比图2和图3之类的生产装置，系统和生产工艺被大大简化；

3、实现无支撑制造：与绕线法制造极化分离器相比，本发明装置不需要依赖一套由供金属丝引导装置和金属丝缠绕压盘的组合作为支撑来完成作业，即可直接在网格框架上实现无支撑制造；

3、能够保证高精度要求：对于极化分离器来说，一个很重要的指标就是金属丝是否为等间距分布。当采用缠绕式装置制造极化分离器时，由于电机失步，轴承齿轮等传动系统间隙，系统控制误差等偏差的存在，难免会出现金属丝的分布不均匀情况，而对于本套装置来说，金属丝的分布间距只取决于模具的精度，再无中间环节只要在模具制备时控制住模具的精度，就可以完全控制住金属丝分布间距误差；

4、可靠性高：当采用缠绕式装置生产时，如果出现金属丝断裂、系统工作不正常等异常情况时，先前所做工作都宣告报废，而对于本套装置来说生产过程出现的瑕疵更方便修正；