專利名稱：一種透紅外輻射的共形毫米波天線的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種透紅外輻射的共形毫米波天線，屬于雙模復合探測與識別技術。
背景技術：
目前，采用焦平面陣列的紅外成像裝置無論晝夜均可提供高分辨率的影像，但在大霧、濃煙、灰塵或雪天顯著降低其性能，而且紅外探測不能給出目標的距離和速度數(shù)據(jù)，毫米波雷達具有微波雷達的全天候和對煙、霧穿透良好等優(yōu)點，同時因波束較窄而具有更高的目標分辨率，在車輛自主駕駛、飛機自主進場著陸系統(tǒng)中，紅外與毫米波雷達結合使用會顯著提高安全性，象美國的飛機自主進場著陸系統(tǒng)AALC，使用8 12微米的長波紅外與 95GHz毫米波結合,在低云層、能見度為零的氣象條件下可實現(xiàn)安全著陸。由于毫米波與紅外波段兩者硬件差別大，結構配置與安裝困難，毫米波天線與紅外窗口的共口徑技術是毫米波/紅外雙模探測與識別關鍵技術之一，目前國內外的毫米波/紅外雙模復合形式主要有兩種形式第一中復合形式如圖I所示，毫米波接收器16和紅外探測器11均安裝在窗口的頂端，外設有雙模整流罩13保護，在紅外探測器11兩側和毫米波接收器16的后方分別設有主反射鏡12和紅外/暈米波二色鏡17,目標紅外福射14和毫米波回波15均通過主反射鏡反射，再分別在紅外/毫米波二色鏡上反射和透射至紅外探測器11和毫米波接收器16上。這種毫米波/紅外雙模復合形式，特點在于能夠實現(xiàn)雙模共軸、共口徑，但毫米波天線和紅外探測視場相互遮擋，各自占據(jù)部分市場面積導致探測能力下降；第二種復合形式如圖2所示，將一個紅外尋的器22安裝在探測裝置的頭部，外設有紅外窗口 21，在探測裝置的紅外窗口以外的外周部設有共形毫米波振子天線陣23。這種毫米波/紅外雙模復合形式，特點在于能夠實現(xiàn)雙模共軸和合理利用探測裝置的窗口空間，但是毫米波天線和紅外探測不共口徑，結構配置和數(shù)據(jù)融合難度大。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種基于現(xiàn)有的紅外窗口和毫米波天線結構整合的透紅外輻射的共形毫米波天線，實現(xiàn)毫米波天線和紅外窗口同軸、共口徑、共形，又能相互覆蓋整個視場，簡化整機結構，奠定毫米波/紅外雙模復合探測與識別系統(tǒng)廣泛應用的基礎。為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術方案是一種透紅外輻射的共形毫米波天線，它是由透紅外輻射的窗口基體、薄膜貼片、薄膜接地片及與薄膜貼片良好歐姆接觸的饋線組成，所述薄膜貼片間隔設置在窗口基體的外表面上，相應的饋線位于窗口基體的外表面上；所述薄膜接地片覆設于窗口基體的內表面上。所述的薄膜貼片和薄膜接地片的材料選自透紅外輻射的半導體材料。所述透紅外輻射的半導體材料為HgMnTe、ZnO, ITO或者InSb。所述的窗口基體為球形窗口或者非球面窗口。所述的窗口基體材料選取在3 5微米波段具有良好透過率的藍寶石、氟化鎂、尖晶石、ALON或在8 12微米波段具有良好透過率的ZnS。
所述薄膜貼片和薄膜接地片的厚度為5-12 μ m。本發(fā)明基于傳統(tǒng)毫米波天線技術，在現(xiàn)有的紅外探測設備的紅外窗口上整合毫米波天線，形成了毫米波/紅外雙模復合探測的共形天線，實現(xiàn)毫米波/紅外雙模無遮擋、同軸、共口徑、共形的復合探測與識別，同時采用紅外波段具有較高的透過率且接近于金屬導電性能的透紅外輻射的半導體材料例如HgMnTe半導體、ZnO半導體、ITO半導體或者InSb半導體，替代了現(xiàn)有微帶天線中的金屬貼片(薄膜)及接地片，實現(xiàn)了毫米波/紅外雙模復合探測的視場無遮擋，保證了原有毫米波探測和紅外探測的探測能力。本發(fā)明的共形天線可單獨用作毫米波天線罩和紅外探測裝置的紅外窗口。另外，本發(fā)明采用窗口基體作為絕緣介質，使毫米波/紅外共形天線結構簡單，整體性好。


圖I為背景技術中第一種毫米波/紅外雙模復合形式的結構示意 圖2為背景技術中第二種毫米波/紅外雙模復合形式的結構示意 圖3為本發(fā)明實施例I的結構示意 圖4為本發(fā)明實施例2的結構示意 圖5為本發(fā)明實施例3的結構示意 圖6為圖5中A處的放大圖。
具體實施例方式實施例I
本發(fā)明的透紅外輻射的共形毫米波天線的一種具體實施例如圖3所示，它是由透紅外輻射的窗口基體6、薄膜貼片7、薄膜接地片8及與薄膜貼片7良好歐姆接觸的饋線30組成，窗口基體6采用橢球面形狀并采用絕緣材料；薄膜貼片6間隔設置在窗口基體6的外表面上，相應的饋線30也位于窗口基體的外表面上；薄膜接地片8覆設于窗口基體6的內表面上。其中薄膜貼片InSb半導體材料，饋線采用Cr/Au材料，兩者可采用激光直寫光刻技術、腐蝕技術或飛秒脈沖激光沉積技術制備，薄膜貼片厚度為IOym ;其中薄膜接地片采用InSb材料，采用磁控濺射技術制備，厚度為12 μ m;其中窗口基體采用ZnS材料，采用化學氣相沉淀技術制備，旨在起到支撐、承載和透紅外光波的作用，其厚度能夠起到支撐、承載和透過8-11微米的紅外波段即可。實施例2
本發(fā)明的透紅外輻射的共形毫米波天線的一種具體實施例如圖4所示，本實施例與實施例I的區(qū)別其在于窗口基體10為正球面形狀，采用藍寶石材料，使用傳統(tǒng)的光學加工方法加工而成，能透過3-5毫米的紅外波段；薄膜接地片采用ZnO半導體材料替換HgMnTe半導體材料。實施例3
本發(fā)明的透紅外輻射的共形毫米波天線的一種具體實施例如圖5、6所示，它是由透紅外輻射的窗口基體I、薄膜貼片2、絕緣介質基片3、薄膜接地片4及與薄膜貼片2良好歐姆接觸的饋線5組成，窗口基體I采用橢球面形狀；薄膜貼片2間隔設置在窗口基體I的內表面上，相應的饋線5也位于窗口基體I的內表面上；窗口基體I的內表面及薄膜貼片2和饋線5由絕緣介質基片3包覆，薄膜接地片4覆設在絕緣介質基片3上遠離窗口基體I的另一側面上。其中薄膜貼片和薄膜接地片均采用HgMnTe半導體材料，窗口基體采用熱壓氟化鎂材料，饋線采用常規(guī)的Cr/Au材料，絕緣介質基片采用SiO2材料。采用上述材料的各構件可以采用常規(guī)技術進行覆設，如激光直寫光刻技術、腐蝕技術、飛秒脈沖激光沉積技術、磁控派射技術、化學氣相沉淀技術、電子束蒸發(fā)沉淀技術等。其中HgMnTe半導體材料的薄膜貼片和薄膜接地片采用激光直寫光刻技術、腐蝕技術或飛秒脈沖激光沉積技術制備，厚度分別為5和8μπι ;其中熱壓氟化鎂材料的窗口基體使用光學加工中心加工而成，厚度為
I.8mm,能透過8-11微米的紅外波段；其中Cr/Au材料的饋線采用激光直寫光刻技術、腐蝕技術或飛秒脈沖激光沉積技術制備；其中SiO2M料的絕緣介質基片采用電子束蒸發(fā)沉淀技 術制備，厚度為150 μ m。
權利要求
1.一種透紅外輻射的共形毫米波天線，其特征在于，它是由透紅外輻射的窗口基體、薄膜貼片、薄膜接地片及與薄膜貼片良好歐姆接觸的饋線組成，所述薄膜貼片間隔設置在窗口基體的外表面上，相應的饋線位于窗口基體的外表面上；所述薄膜接地片覆設于窗口基體的內表面上。
2.根據(jù)權利要求I所述的透紅外輻射的共形毫米波天線，其特征在于，所述的薄膜貼片和薄膜接地片的材料選自透紅外輻射的半導體材料。
3.根據(jù)權利要求2所述的透紅外輻射的共形毫米波天線，其特征在于，所述透紅外輻射的半導體材料為HgMnTe、ZnO, ITO或者InSb。
4.根據(jù)權利要求I所述的透紅外輻射的共形毫米波天線，其特征在于，所述的窗口基體為球形窗口或者非球面窗口。
5.根據(jù)權利要求I所述的透紅外輻射的共形毫米波天線，其特征在于，所述的窗口基體材料選取在3 5微米波段具有良好透過率的藍寶石、氟化鎂、尖晶石、ALON或在8 12微米波段具有良好透過率的ZnS。
6.根據(jù)權利要求I所述的透紅外輻射的共形毫米波天線，其特征在于，所述薄膜貼片和薄膜接地片的厚度為5-12 μ m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種透紅外輻射的共形毫米波天線，它是由透紅外輻射的窗口基體、薄膜貼片、薄膜接地片及與薄膜貼片良好歐姆接觸的饋線組成，所述薄膜貼片間隔設置在窗口基體的內表面上，相應的饋線位于窗口基體的內表面上；所述薄膜接地片覆設于窗口基體的外表面上。本發(fā)明基于傳統(tǒng)毫米波天線技術，在現(xiàn)有的紅外探測設備的紅外窗口上整合毫米波天線，形成了毫米波/紅外雙模復合探測的共形天線，實現(xiàn)毫米波/紅外雙模無遮擋、同軸、共口徑、共形的復合探測與識別。
文檔編號H01Q1/48GK102623789SQ201210058990
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月8日 優(yōu)先權日2011年3月8日
發(fā)明者劉代軍, 孫維國, 張亮, 張文濤, 朱旭波, 李立名, 楊暉, 梁曉靖, 樊會濤, 王崢, 陳洪許, 韓德寬, 魯正雄 申請人:中國空空導彈研究院