某全金属阵列天线阵面的集成制造工艺技术

朱丽娜

(中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽 合肥 230088)

作者简介：朱丽娜（1982—），女，高级工程师，硕士，主要从事雷达工艺总体技术研究，znl192@163.com.

摘要：介绍了一种全金属阵列天线阵面的集成制造工艺技术，通过对天线结构的工艺性分析，为天线振子、反射板及密封设计提供了一种可制造的结构设计方案，实现了天线振子的环境适应性装配要求，为该类天线阵面的制造提供了有益参考。

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关键词：天线振子；反射板；密封设计；精度分析与控制

中图分类号：TH162   文献标识码：A   文章编号：2095-509X(2021)04-0013-04

超宽带是一种以占空比很低的冲激脉冲作为信息载体的无载波通信技术。超宽带具有传输速率高、发射功率低、多极分辨率高、电磁兼容性好、系统安全性好及成本低等优势，因此随着通信系统和移动平台的发展，社会对超宽带天线的需求将不断增加^［1］。Vivaldi天线作为一种典型的超宽带天线，具有端射、工作频带较宽、增益较高、方向图波束对称等特点，此外它还具有剖面低、质量轻、易于制作、便于共形、便于和微波电路集成等优点，在微波和毫米波波段得到广泛的应用^［2］。本文论述的全金属阵列天线阵面采取了有源相控阵体制的金属Vivaldi天线阵列，具有超宽带、低剖面等特点，可以实现雷达、通信等多种功能。

1 天线的结构形式及工艺性分析

全金属阵列天线阵面口径尺寸约为8 460 mm（水平）×3 994 mm（垂直），天线振子分布安装在反射板上，反射板安装在天线骨架上。天线阵面布局图如图1所示。

天线振子采用金属Vivaldi结构形式，尺寸为200 mm（宽）×405 mm（高）×8 mm（厚），质量要求小于1 kg，为了减重，天线振子内部设计了大量的减重孔。工艺上要保证2个相邻天线振子装配后形成的辐射缝最小宽度尺寸为3.2 mm，装配精度要控制在±0.2 mm以内，同时还要保证天线振子制造的一致性和密封防护要求。

反射板整体外形尺寸为8 460 mm（长）×3 994mm（宽）×16 mm（厚），通过螺接的方式安装在天线骨架上，同时反射板上加工了大量的安装接口和孔位，且精度高（形位精度±0.05 mm），对于机械加工具有较高的要求。

2 天线阵面工艺性设计及制造

2.1 天线振子的设计及制造

本天线阵面共有672个天线振子，按42（方位）×16（俯仰）的形式排列，天线振子方位向间距为200 mm，俯仰向间距为250 mm。天线振子采用全金属Vivaldi结构形式，尺寸为200 mm×405 mm×8 mm。经过电讯仿真优化设计和结构优化设计，综合考虑天线振子制造、安装要求，电讯意义上的天线振子由2个结构意义上的天线振子装配组成，如图2所示。