[发明专利]一种异形天线罩外表面耐高温FSS结构的制备方法

说明书

本发明涉及一种异形天线罩外表面耐高温FSS结构的制备方法。该方法的步骤包括：根据天线罩的尺寸和结构，对天线罩的印刷区域进行分区，并确定所需印有FSS结构的网布的尺寸、形状和数量；根据天线罩的尺寸和结构，确定FSS结构的印刷顺序；利用印有FSS结构的网布并根据确定的印刷顺序，采用耐高温烧结型导电浆料印刷FSS结构，相邻网布的拼接缝轮廓几何互补；将印刷FSS结构后的天线罩进行烘干处理；将烘干后的天线罩进行烧结处理。本发明方法可适用于任意形状天线罩外表面FSS结构的制备，印刷得到的FSS结构的完整性好且精度高。

技术领域

本发明涉及天线罩表面微结构制备技术领域，尤其涉及一种异形天线罩外表面耐高温FSS结构的制备方法。

背景技术

天线罩是保护内部天线能在恶劣环境条件下正常工作的一种设施，它既是飞行器的一部分，又是雷达系统的一部分，是一种集透波、防热、承载和抗蚀等多功能于一体的部件。天线罩作为一种观通窗口，既要最大限度地保证自身工作雷达的信号正常接收和发射，又要在非工作波段有效地缩减飞行器正前方的RCS(Radar Cross section，雷达散射截面)。常规的隐身措施(如飞行器外形隐身技术、雷达吸波材料技术等)都不能行之有效地解决这一问题。采用频率选择表面(Frequency Selective Surface，FSS)这一空间滤波材料制备隐身天线罩已成为目前的最佳技术选择。

频率选择表面是指由介质基底上周期性排布的金属贴片单元或孔径单元组成的二维周期结构。当工作波长与谐振单元尺寸一致时，能够使电磁波全反射(贴片型频率选择表面)或全透过(孔径型频率选择表面)，是一种对电磁波频率和极化方式均有选择作用的空间滤波器，能够对电磁波的通带、阻带进行调谐，利用FSS透波材料有望实现天线罩(窗)的全向透波、宽频透波、选频透波、隐身等功能。

天线罩外表面的FSS结构是FSS天线罩的重要组成部分，其图形单元精度、厚度及电导率等参数对FSS天线罩的透波性率、谐振频率、带宽等指标影响很大。若天线罩外形为简单直锥形或柱面，采用曲面丝网印刷机通过旋转360°即可实现精度高、接缝少的FSS结构的制备。但是传统的尖锥回旋体以及近年来越来越多的升力体、乘波体外形天线罩是高马赫数飞行器用耐高温超材料构件的典型构件，这些构件外形面大多都是不可展开面。针对不可展开表面FSS结构的制备，目前国内主流的技术为激光刻蚀技术。它利用短脉冲、高峰值功率的激光脉冲使待刻蚀的材料表面局部迅速加热升温、熔化乃至汽化，可实现表层材料的精确去除。然而该项技术成本高、效率低、对设备依赖性强，不利于工程化应用。

丝网印刷技术常用于电子印刷及包装领域，在隐身透波构件中制备FSS结构的应用较少，并且丝印设备是实现高精度、高效丝印的基础，比较适用于简单直线圆锥形或者圆柱面式天线罩外表面FSS结构的制备，但是目前大部分天线罩为流线型且不可展开曲面，FSS随型制备于雷达罩上的工艺实现困难，无法通过曲面丝网印刷机实现。

专利CN108123228A发明了一种曲面频率选择表面阵列的制作方法，该方法是通过3D打印设备分别成型基底介质壳体及三维曝光掩膜壳体，在基底介质壳体外表面涂覆光刻胶，将三维曝光掩膜壳体附于成型的基底介质壳体上进行曝光、显影、清洗、干燥，随后在处理后的基底介质壳体表面制备金属膜层，并除去多余的光刻胶即得到曲面频率选择表面阵列。该方法的不足：1)3D打印设备成型的三维曝光掩膜壳体精度较低，对于FSS阵列单元精度要求较高的无法满足要求；2)由于光刻胶的耐温性有限，该方法无法制作耐高温使用的FSS阵列单元。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种异形天线罩外表面耐高温FSS结构的制备方法，适用于不可展开曲面表面低成本、高精度FSS结构的制备。

本发明采用的技术方案如下：

一种异形天线罩外表面耐高温FSS结构的制备方法，包括以下步骤：

根据天线罩的尺寸和结构，对天线罩的印刷区域进行分区，并确定所需印有FSS结构的网布的尺寸、形状和数量；