一種對稱多層多頻段天線罩結構及制備方法技術

本發明專利技術公布了一種對稱多層多頻段天線罩結構及制備方法。所述的對稱多層天線罩結構，其非中間介電層的介電常數和厚度按照四分之一波長匹配層設計，這種結構的設計方法簡單，容易實現多頻段透波功能。結構的電信設計頻率可以任意選取，其通頻帶的中心頻率為結構電信設計頻率的奇數倍，且在通頻帶內帶寬大且電磁波的功率透射率優異，結構電信可設計性強。本發明專利技術所述的天線罩結構的中間介電層的厚度可以根據實際服役環境對結構的剛度、強度等力學性能的要求進行設計。本發明專利技術的透波結構設計簡單，電信可設計性強，而且能夠滿足不同服役環境下對結構力學性能的要求。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種在厘米波和毫米波頻段實現多頻段透波功能的對稱多層天線罩結構，屬于天線罩結構設計領域。
技術介紹
天線罩是用于保護通訊、遙測、制導、引爆等系統能在各種服役環境下進行正常工作的一種多功能透波結構，在運載火箭、飛船、導彈及返回式衛星等飛行器的天線電系統中得到廣泛的應用。天線罩的透波結構不僅需要在天線工作頻帶內具有高效的透波性能，同時需要具有承載、抗沖擊、隔熱和抗雨蝕等功能。隨著毫米波技術的發展和抗電子干擾要求的提高，寬頻帶、多頻帶甚至超寬頻的天線罩材料與結構設計成為國內外研究的熱點之一。 因此，天線罩的結構需要通過結構優化設計，以獲得寬頻段、多頻段透波功能和所需要的結構剛度、強度等力學性能。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種對稱多層多頻段天線罩結構，它能夠實現在厘米波和毫米波頻段的多頻段透波功能，通頻帶的中心頻率為結構電信設計頻率的奇數倍，且在通頻帶內帶寬大且功率透射率優異，同時它可以通過調節中間介電層的厚度，從而滿足實際服役環境對結構剛度、強度等力學性能的要求。本專利技術的透波結構設計簡單，電信可設計性強，而且能夠滿足不同服役環境下對結構力學性能的要求。本專利技術的技術方案如下一種對稱多層多頻段天線罩結構，它由大于或等于五的奇數層介電層構成。所述的介電層由中間介電層和非中間介電層組成。所述的中間介電層介電常數最高，其厚度可以根據實際服役環境對其力學性能的要求進行設計。優選的，所述的中間介電層的具體厚度可以在結構電信設計頻率的一倍波長以內的范圍選取。所述的非中間介電層在中間介電層兩邊對稱分布，其介電常數和電氣厚度按照四分之一波長阻抗變換器進行設計。并且，所述天線罩結構的電信設計頻率可以任意選取，其通頻帶的中心頻率為結構電信設計頻率的奇數倍。本專利技術同時提供所述對稱多層多頻段天線罩結構的制備方法，包括如下步驟一種對稱多層多頻段天線罩結構的制備方法，包括如下步驟(I)根據需要選取結構電信設計頻率f ；(2)選擇具有合適厚度和合適介電常數的中間介電層材料；(3)按照四分之一波長阻抗變換器的設計方法，分別選取合適介電常數的材料作為非中間介電層，所述非中間介電層至少包括兩層，并且各層在中間介電層兩邊對稱分布(即，至少形成5層結構);所述的非中間介電層的厚度均按照材料中頻率f電磁波的波長的四分之一進行設計；(4)將各層之間用粘接劑粘結在一起，形成對稱多層多頻段天線罩結構。本專利技術與現有技術相比，具有以下優點和突出性效果本專利技術所述的對稱多層天線罩結構，其非中間介電層的介電常數和厚度按照四分之一波長匹配層設計，這種結構的設計方法簡單，容易實現多頻段透波功能。結構的電信設計頻率可以任意選取，其通頻帶的中心頻率為結構電信設計頻率的奇數倍，且在通頻帶內帶寬大且電磁波的功率透射率優異，結構電信可設計性強。本專利技術所述的天線罩結構的中間介電層的厚度可以根據實際服役環境對結構的剛度、強度等力學性能的要求進行設計。優選的，具體的厚度可以在結構電信設計頻率的一倍波長以內的范圍選取，這樣既能保證不影響結構的多頻段透波功能，同時也能提供足夠的力學性能，能夠滿足需要同時具有承載和多頻段透波功能的天線罩結構的要求。本專利技術的透波結構設計簡單，電信可設計性強，而且能夠滿足不同服役環境下對結構力學性能的要求。 附圖說明圖I是本專利技術提供的一種對稱多層多頻段天線罩結構的一個實施例I的五層結構示意圖。11-中間介電層；12_第一介電層；13_第二介電層。圖2是本專利技術提供的一種對稱多層多頻段天線罩結構的一個實施例2的七層結構示意圖。21-中間介電層；22_第一介電層；23_第二介電層；24_第三介電層。圖3顯示了實施例I的天線罩結構的透射率T (%)與頻率f的關系。圖4顯示了實施例2的天線罩結構的透射率T (%)與頻率f的關系。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術作進一步的說明。實施例I :圖I為本專利技術提供的一種對稱多層多頻段透波結構的一個實施例的五層結構示意圖，它由一個中間介電層11、兩個第一介電層12以及兩個第二介電層13構成。所述的對稱多層多頻段透波結構的五層結構，按如下步驟進行設計(I)選取20GHz作為結構電信設計頻率(結構設計頻率可以根據需求任意選取)。(2)選擇致密氮化硅陶瓷作為所述的中間介電層11的材料，其介電常數為8. 0，其厚度可以根據實際服役環境對整體結構剛度、強度等力學性能的要求在O到5. 3mm之間的范圍進行擇優選擇。為提高力學性能，優選的可以選擇5. 3_作為所述的中間介電層11的厚度。(3)按照四分之一波長阻抗變換器的設計方法，應該選取介電常數為4. O的材料作為所述的第一介電層12的構成材料，選取介電常數為2. O的材料作為所述的第二介電層13的構成材料。所述的第一介電層12和第二介電層13的厚度均按照材料中20GHz頻率電磁波的波長的四分之一進行設計。其構成材料均可以選擇多孔氮化硼陶瓷、多孔氮化硅陶瓷或者陶瓷基復合材料中的一種或者幾種組合。(4)各層之間可用粘接劑粘結在一起，形成如圖I所示的五層結構。圖3顯示了實施例I的天線罩結構的透射率T (%)與頻率f的關系，從圖中可以看到所述的實施例I的結構的通頻帶中心為20GHZ的奇數倍，且每個通帶內均有28. 9GHz的帶寬，透波性能優異。實施例2 圖2為本專利技術提供的一種對稱多層多頻段透波結構的一個實施例的七層結構示意圖，它由一個中間介電層21、兩個第一介電層22、兩個第二介電層23以及兩個第三介電層24構成。 所述的一種對稱多層多頻段透波結構的七層結構，按如下步驟進行設計(I)選取15GHz作為結構電信設計頻率(結構設計頻率可以根據需求任意選取)。(2)所述的中間介電層21的材料可選擇實施例I所述的中間介電層11的構成材料。優選的，其厚度應選取為7. 1mm。(3)按照四分之一波長阻抗變換器的設計方法，應該選取介電常數為4. 8的材料作為所述的第一介電層22的構成材料，選取介電常數為2. 8的材料作為所述的第二介電層23的構成材料，選取介電常數為I. 7的材料作為所述的第三介電層24的構成材料。所述的第一介電層22、第二介電層23和第三介電層24的厚度均按照材料中15GHz頻率電磁波的波長的四分之一進行設計。其構成材料均可以選擇多孔氮化硼陶瓷、多孔氮化硅陶瓷或者陶瓷基復合材料中的一種或者幾種組合。(4)各層之間可用粘接劑粘結在一起，形成如圖2所示的七層結構。圖4顯示了實施例2的天線罩結構的透射率T (%)與頻率f的關系，從圖中可以看到所述的實施例2的結構的通頻帶中心為15GHz的奇數倍，且每個通帶均有22. 46GHz的帶寬。本專利技術的實施例僅為解釋而非限制本專利技術，例如，材料的選擇并不限于實施例所述，其他滿足介電常數、強度剛度等的合適材料都是可以采用的。權利要求1.一種對稱多層多頻段天線罩結構，其特征是，所述天線罩結構由大于或等于五的奇數層介電層構成；所述的介電層由中間介電層和非中間介電層組成；所述的中間介電層介電常數最聞。2.如權利要求I所述的天線罩結構，其特征是，所述中間介電層的厚度根據實際服役環境對其力學性能的要求進行設計。3.如權利要求I所述的天線罩結構，其特征是，所述的中間介電層的厚度在結構電信設計頻率的一倍波長以內的范圍選取。4.如權利要求I所述的天線罩結構本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種對稱多層多頻段天線罩結構,其特征是，所述天線罩結構由大于或等于五的奇數層介電層構成；所述的介電層由中間介電層和非中間介電層組成；所述的中間介電層介電常數最高。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：裴永茂，周立成，方岱寧，
申請(專利權)人：北京大學，
類型：發明
國別省市：