專利名稱：制造波導(dǎo)微波天線的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用波導(dǎo)技術(shù)的微波波紋喇叭天線的制造方法。
背景技術(shù)：
這種類型的天線一般由幾個模壓部分(molded parts)組成。尤其是，為制造波紋喇叭，方法是模壓相對于喇叭的軸平面對稱的兩個半部分。鑒于大量、低成本生產(chǎn)，限制了制造這種天線的各種部件所需的鑄模的數(shù)量。而且，為防止電氣不連續(xù)性而對天線各種部件進行的對準及互連操作產(chǎn)生了影響天線生產(chǎn)成本的制造約束條件。
圖1顯示了利用波導(dǎo)技術(shù)的包括波紋喇叭1的微波天線的例子的透視圖，其中該波紋喇叭1具有頻率分離器2。該波紋喇叭1是通過裝配兩個對稱的半部分而形成的。
從文獻“Foam technology for integration of microwave 3D functions”-ELECTRONICS LETTERS 14 October 1999-Vol.35 No.21獲知諸如聚甲基丙烯酰亞胺(polymethacrylimide)的合成泡沫材料塊可以用于利用波導(dǎo)技術(shù)來構(gòu)造微波器件。尤其是，該文獻提出通過模壓泡沫材料塊來構(gòu)造3D(三維)帶通濾波器。
從法國專利文獻No.2780319，也獲知將金屬膜沉積到泡沫材料塊上以便利用波導(dǎo)技術(shù)制造微波天線的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種利用波導(dǎo)技術(shù)由合成泡沫材料塊來制造微波波紋喇叭天線的方法，該方法被設(shè)計用于低成本批量生產(chǎn)，但是避免了上述的缺點。
根據(jù)本發(fā)明的方法是，在合成泡沫材料塊的外表面上形成喇叭的波紋，以及隨后使共形的(conformal)泡沫材料塊的表面金屬化以形成天線。利用該方法，可以將波紋喇叭制造為單件，這將有助于消除天線中的電氣不連續(xù)性。
優(yōu)選地，通過依據(jù)熱壓模壓技術(shù)的熱成型方法來獲得泡沫材料塊的外表面的配合、以便形成喇叭的波紋。用于形成喇叭的泡沫材料塊的預(yù)制坯優(yōu)選地將基本上是錐形的。
優(yōu)選地，通過噴射或利用刷子、或者作為選擇地通過浸入金屬池中，來執(zhí)行泡沫材料塊的表面金屬化。
用于泡沫材料的合成材料優(yōu)選地將是市場上銷售的名為“ROHACELLHF”的聚甲基丙烯酰亞胺(polymethacrylimide)泡沫材料，在其它優(yōu)點之中，該聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料展示出在剛性、低介電常數(shù)和低損耗之間的良好折衷。
另外，可以通過在模壓中進行熱壓來使相同泡沫材料塊的幾個部分的外表面共形，以便將接連包括波紋喇叭、阻抗適配器及偏振器的微波天線形成為單件。
可以通過將兩個金屬板(metal plate)插入圓形波導(dǎo)中來利用波導(dǎo)技術(shù)形成微波天線偏振器，這兩個部件被布置成在圓形波導(dǎo)的軸平面中相對于彼此對稱。以周知的方式來形成這些部件(長度、輪廓)，使得它們允許電場E位于金屬板平面內(nèi)的模式(mode)的相位相對于電場E垂直于金屬板平面的模式延遲了90°，因而在偏振器的出瞳獲得了圓偏振，該圓偏振從在與金屬板平面成45°的平面中具有線偏振的入口處的場開始，反之亦然。
在通過熱壓形成有波紋喇叭的泡沫材料塊的圓柱形部分上形成兩個徑向槽，然后使該圓柱形部分的表面金屬化以便形成偏振器。在相同泡沫材料塊的另一個圓柱形部分上，通過熱壓來形成在圓柱形部分的橫截面中逐漸變窄的圓形溝，然后使該另一個圓柱形部分的表面金屬化以便形成阻抗適配器。
單個鑄?？捎糜谕ㄟ^熱壓將波紋喇叭、阻抗適配器及偏振器形成為單件這個事實有助于降低天線的制造成本。此外，利用該方法獲得的微波天線的有點是這些不同部件之間完美的電氣連續(xù)性，這有助于實現(xiàn)良好的性能，尤其是關(guān)于匹配。


以下參考附圖來描述根據(jù)本發(fā)明的方法。
圖1顯示了利用波導(dǎo)技術(shù)的包括波紋喇叭的微波天線的透視圖。
圖2圖解顯示了通過根據(jù)本發(fā)明對泡沫材料塊進行熱壓以便利用波導(dǎo)技術(shù)將波紋喇叭形成為單件的模壓操作。
圖3顯示了利用根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的波紋喇叭的軸向橫截面。
圖4圖解顯示了通過根據(jù)本發(fā)明對泡沫材料塊進行熱壓以便利用波導(dǎo)技術(shù)形成偏振器的模壓操作。
圖5顯示了利用根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的偏振器的軸向橫截面。
圖6顯示了利用根據(jù)本發(fā)明的方法生產(chǎn)的微波天線的軸向橫截面。
具體實施例方式
圖2顯示了來自合成泡沫材料塊3的基本上為錐形的預(yù)制坯。通過熱壓使該預(yù)制坯在鑄模4中共形，以便形成圖3所示的波紋喇叭5。在此，合成泡沫材料是市場上銷售的名為“ROHACELL HF”的聚甲基丙烯酰亞胺(polymethacrylimide)泡沫材料。通過熱成型將喇叭的波紋6形成在泡沫材料塊3的外表面上。然后使共形的泡沫材料塊3的表面金屬化，以便形成波紋喇叭。泡沫材料塊3的外表面上的粗線表示泡沫材料塊的金屬涂層。
圖4顯示了來自合成泡沫材料塊3’的基本上為圓柱形的預(yù)制坯。通過熱壓使該預(yù)制坯在鑄模4’中共形，以便形成圖5中所示的偏振器8。該共形過程是，在泡沫材料塊3’中形成在圓柱形泡沫材料塊的軸平面中對稱的兩個徑向槽9和10。然后，使共形的泡沫材料塊3’的表面金屬化，如粗線11所示。
現(xiàn)在，圖6顯示了利用根據(jù)本發(fā)明的方法的波導(dǎo)技術(shù)生產(chǎn)的微波天線。該天線包括諸如5的波紋喇叭，該波紋喇叭由諸如8的圓形波導(dǎo)偏振器和阻抗適配器13一起來激勵。由熱成型的泡沫材料塊將該天線形成為單件。尤其是，在圓錐形泡沫材料塊的第一部分的外表面上，通過熱成型形成了喇叭的波紋。在圓柱形泡沫材料塊的第二部分的外表面上，通過熱成型形成了圓形溝12，以便形成阻抗適配器。在圓柱形泡沫材料塊的第三部分的外表面上，通過熱成型形成了兩個徑向槽，以便形成偏振器。利用單一鑄模在一個步驟中執(zhí)行泡沫材料塊的三個部分的熱成型。
在使用聚甲基丙烯酰亞胺(polymethacrylimide)泡沫材料的情況下，將預(yù)制坯預(yù)加熱到大約150℃，以便使預(yù)制坯軟化以插入鑄模中。一旦將預(yù)制坯插入鑄模中，就在漸進地施加壓力的情況下，既相對于直到180℃的溫度上升階段也相對于溫度下降，來應(yīng)用合適的溫度分布曲線。在室溫下或者稍高于室溫的溫度下實現(xiàn)鑄模的脫除。
隨后，通過噴射銀型金屬涂料或銀型衍生的金屬涂料、或者作為選擇地利用刷子或通過浸泡在金屬池中，來使泡沫材料塊的部分的表面金屬化，如上所示。在圖6中，泡沫材料塊(以陰影表示)的表面上的金屬涂層以粗線表示。
權(quán)利要求
1.一種利用波導(dǎo)技術(shù)制造微波波紋喇叭天線(5)的方法，其特征在于，所述方法包括在合成泡沫材料塊(3)的外表面上形成喇叭的波紋(6)，以及然后使共形的泡沫材料塊的表面金屬化，以便形成天線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過在鑄模(4)中對泡沫材料塊進行熱壓來形成喇叭的波紋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，通過噴射或利用刷子、或者作為選擇地通過浸泡，來執(zhí)行泡沫材料塊的表面的金屬化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，通過熱成型在泡沫材料塊的圓柱形部分中形成兩個徑向槽(8、10)，并且使泡沫材料塊的該部分的表面金屬化，以便形成波導(dǎo)偏振器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，通過熱成型在泡沫材料塊的另一個部分中形成圓形溝(12)，并且使泡沫材料塊的另一個部分的表面金屬化，以便形成阻抗適配器。
全文摘要
一種制造具有波紋天線(5)的波導(dǎo)微波天線的方法，該方法包括在合成泡沫材料塊的外表面上形成喇叭的波紋，接著使泡沫材料塊金屬化，以便生產(chǎn)天線。
文檔編號B29C43/02GK1703804SQ200380101038
公開日2005年11月30日 申請日期2003年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月7日
發(fā)明者阿里·盧齊耶, 多米尼克·洛海因東, 弗洛朗·阿韋蒂, 克里斯蒂安·佩爾松, 讓-菲利普·庫佩 申請人:湯姆森許可貿(mào)易公司