一種電介質桁架結構頻率選擇表面隱身雷達罩的製作方法

2023-07-25 02:12:26

專利名稱：一種電介質桁架結構頻率選擇表面隱身雷達罩的製作方法
技術領域：
本發明屬於現代武器技術領域，具體涉及一種電介質桁架結構頻率選擇表面隱身
雷達罩。
背景技術：
隨著軍事上隱身技術的發展，頻率選擇表面技術逐漸受到各國的重視。頻率選擇表面的英文為Frequency Selective Surfaces,簡稱FSS。它是一種空間電磁濾波結構,能夠讓特定頻段的電磁波通過，而使該頻段以外電磁波被濾掉。如將其應用於戰鬥機或艦船的雷達罩上，能夠實現本方雷達正常工作，將敵方雷達工作頻段的電磁波反射到其他方向，致使敵方雷達無法接收到回波信號，不能發現我方目標，因而可將頻率選擇表面技術應用於隱身領域。西方發達國家早在上世紀60年代就開始對FSS技術進行研究，根據《AVIONICMAGAZINE))文章報導，美制F-22隱身戰鬥機便採取了 FSS技術製作的隱身雷達罩。國內從上世紀90年代開始展開對FSS技術的研究。西北工業大學、北京航空航天大學、長春理工大學、中國科學院長春光學精密機械與物理研究所等科研院所在理論分析和驗證實驗等方面做了大量的工作，關於FSS技術的理論分析方法已經非常成熟，但是FSS工藝實現方案卻一直無法突破。

發明內容
為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種電介質桁架結構頻率選擇表面隱身雷達罩，該雷達罩利用電介質桁架作為支撐FSS柔性屏的骨架網絡，從而實現穩定的濾波特性，進一步提高FSS雷達罩隱身性能及其可靠性。本發明解決技術問題所採用的技術方案如下—種電介質祐1架結構頻率選擇表面隱身雷達罩，該雷達罩包括雷達罩基底、電介質桁架、柔性基底和FSS屏；雷達罩為封閉結構，由最外層到最裡層依次為雷達罩基底、電介質桁架、柔性基底和FSS屏；雷達罩基底、電介質桁架、柔性基底和FSS屏皆與相鄰部件連接。本發明原理若要將FSS技術應用在已經成型的雷達罩上，選擇適當的匹配介質進行合理的配套設計，是實現其雷達隱身功能的有效途徑。而空氣的低介電常數和低電磁損耗特性，使其成為可選擇的匹配介質。電介質桁架即起到支撐FSS柔性屏的作用，在雷達罩與FSS柔性屏之間，電介質桁架作為骨架網絡，隔離出適當厚度的空氣層，通過計算設計FSS的具體結構，使得雷達罩整體結構針對某一頻率電磁波產生諧振，即產生頻率選擇特性，因此敵方發射的探測雷達反射到其他方向而減少回波信號，從而達到雷達隱身的目的。本發明的有益效果是本發明能夠使得以空氣作為匹配介質的FSS雷達罩實現理想的濾波特性，對大角度和不同極化方式入射的電磁波保持穩定的通帶，將敵方發射的探測雷達波反射到其他方向而減少回波信號，從而實現雷達隱身的目的。


圖I本發明一種電介質桁架結構頻率選擇表面隱身雷達罩的平面等效結構圖。圖2本發明一種電介質祐1架結構頻率選擇表面隱身雷達罩實施例中電介質祐1架結構示意圖。圖3本發明一種電介質祐1架結構頻率選擇表面隱身雷達罩實施例中使用電介質桁架的直錐形FSS雷達罩剖面結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細說明。如圖I所不,一種電介質祐1架結構頻率選擇表面隱身雷達罩,該雷達罩包括雷達罩基底I、電介質桁架2、柔性基底3和FSS屏4 ;雷達罩為封閉結構，由最外層到最裡層依次為雷達罩基底I、電介質桁架2、柔性基底3和FSS屏4 ;雷達罩基底I、電介質桁架2、柔性基底3和FSS屏4皆與相鄰部件緊密連接。以圖2和圖3所示的直錐形雷達罩為例。柔性基底3選取厚度為25 iim，介電常數為3.0的聚醯亞胺薄膜，其尺寸大小等於雷達罩內表面的面積，形狀為直錐形雷達罩展開後的扇形；採用鍍膜和光刻工藝在聚醯亞胺薄膜上製備厚度為20 的銅層，並實現90°排布的十字孔形單元FS S屏4 ;至此，柔性基底3與FSS屏4成為一體，形成FSS柔性屏。電介質桁架2選取介電常數為3. 0的聚醯亞胺材料，使用數控機械加工的方式製備而成，形狀為圓臺框架，如圖2所示,包括上無底圓臺殼5、下無底圓臺殼7兩個小圓臺殼和四根肋6,四根肋6長度相等,均分排布連接上無底圓臺殼5和下無底圓臺殼7。上無底圓臺殼5下底圓外徑為直錐雷達罩底圓內徑的0. I倍，下無底圓臺殼7下底圓外徑等於直錐雷達罩底圓內徑，上、下兩個無底圓臺殼母線長度為直錐雷達罩內表面母線長度的0. 02倍，上、下兩個無底圓臺殼和四根肋的厚度為所需的空氣匹配層厚度。在電介質桁架2內側的骨架表面塗抹氰酸酯樹脂作為粘合劑，利用模具將FSS柔性屏圍成圓錐殼送入電介質桁架2內部，壓緊並加熱至150° C，維持三個小時，使氰酸酯膠完全固化，FS S柔性屏與電介質桁架2成為一體；在電介質桁架2外側的骨架表面塗抹氰酸酯樹脂作為粘合劑，利用模具將FSS柔性屏與電介質桁架2—同放入雷達罩基底I內部，壓緊並加熱至150° C，維持三個小時，使氰酸酯膠完全固化，雷達罩基底I、電介質桁架2、柔性基底3和FSS屏4成為一體，完成了電介質祐1架結構FSS雷達罩的製備。在本實施例中，FSS屏4表面可以為任意的圖形，如十字孔形、十字環形、Y孔形、Y環形、圓孔形或圓環形等等。
權利要求
1.一種電介質桁架結構頻率選擇表面隱身雷達罩，其特徵在於，該雷達罩包括雷達罩基底(I)、電介質桁架(2)、柔性基底(3)和FSS屏(4);所述雷達罩為封閉結構，由最外層到最裡層依次為雷達罩基底(I)、電介質桁架(2)、柔性基底(3)和FSS屏(4);雷達罩基底(I)、電介質桁架(2)、柔性基底(3)和FSS屏(4)皆與相鄰部件緊密連接。
2.如權利要求I所述的ー種電介質祐1架結構頻率選擇表面隱身雷達罩，其特徵在於，所述FSS屏(4)表面為十字孔形、十字環形、Y孔形、Y環形、圓孔形或圓環形。
3.如權利要求I或2所述的ー種電介質桁架結構頻率選擇表面隱身雷達罩，其特徵在於，在所述柔性基底(3 )的上表面，採用鍍膜和光刻技術將FSS屏(4 )製作出來。
4.如權利要求I所述的ー種電介質祐1架結構頻率選擇表面隱身雷達罩，其特徵在於，所述電介質桁架(2)通過膠合與雷達罩基底(I)和柔性基底(3)連接。
全文摘要
一種電介質桁架結構頻率選擇表面隱身雷達罩屬於現代武器技術領域，該雷達罩利用電介質桁架作為支撐FSS柔性屏的骨架網絡，從而實現穩定的濾波特性，進一步提高FSS雷達罩隱身性能及其可靠性。該雷達罩包括雷達罩基底、電介質桁架、柔性基底和FSS屏；雷達罩為封閉結構，由最外層到最裡層依次為雷達罩基底、電介質桁架、柔性基底和FSS屏；雷達罩基底、電介質桁架、柔性基底和FSS屏皆與相鄰部件連接。本發明能夠使得以空氣作為匹配介質的FSS雷達罩實現理想的濾波特性，對大角度和不同極化方式入射的電磁波保持穩定的通帶，將敵方發射的探測雷達波反射到其他方向而減少回波信號，從而實現雷達隱身的目的。
文檔編號H01P1/20GK102637953SQ201210137028
公開日2012年8月15日 申請日期2012年5月4日 優先權日2012年5月4日
發明者馮曉國, 梁鳳超, 王巖松, 陳新, 高勁松 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所