CN108134207A - 常规贴片型曲面频率选择表面阵列的制作方法 - Google Patents

常规贴片型曲面频率选择表面阵列的制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108134207A
CN108134207A CN201711363336.4A CN201711363336A CN108134207A CN 108134207 A CN108134207 A CN 108134207A CN 201711363336 A CN201711363336 A CN 201711363336A CN 108134207 A CN108134207 A CN 108134207A
Authority
CN
China
Prior art keywords
housing
masking film
production method
dimensional masking
dimensional
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711363336.4A
Other languages
English (en)
Inventor
王岩松
高劲松
徐念喜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Original Assignee
Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS filed Critical Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority to CN201711363336.4A priority Critical patent/CN108134207A/zh
Publication of CN108134207A publication Critical patent/CN108134207A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/0006—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices
    • H01Q15/0013—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices said selective devices working as frequency-selective reflecting surfaces, e.g. FSS, dichroic plates, surfaces being partly transmissive and reflective
    • H01Q15/0046—Theoretical analysis and design methods of such selective devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/42—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)

Abstract

本发明涉及FSS天线罩制作技术领域，具体公开一种常规贴片型曲面频率选择表面阵列的制作方法。制作方法包括步骤：S1、通过三维建模软件对三维掩膜壳体进行三维建模；S2、输入3D打印设备中成型；S3、将成型的三维掩膜壳体附于基底介质壳体上，使两层壳体紧密贴合，在未被三维掩膜壳体遮挡的基底介质壳体表面制备金属膜层，形成金属贴片图形阵列；S4、将三维掩膜壳体取下，对基底介质壳体进行清洗、干燥。本发明的制作方法可以更加方便快捷地制作常规贴片型曲面FSS阵列。

Description

常规贴片型曲面频率选择表面阵列的制作方法
技术领域
本发明涉及FSS天线罩制作技术领域，特别涉及一种常规贴片型曲面频率选择表面阵列的制作方法。
背景技术
频率选择表面(Frequency Selective Surfaces，简称FSS)是由周期排列的金属图形单元构成的新型人工电磁材料，它具有空间滤波的功能，最重要的应用领域是FSS天线罩。FSS天线罩能够对己方雷达工作频段透明，而对敌方探测雷达频段屏蔽，是武器装备雷达导引头舱对雷达隐身的首选技术途径。以美国为首的各军事强国已将该项技术应用于隐身战机、导弹和舰船上，但对核心技术均严格保密。而国内目前的应用则寥寥无几，复杂曲面FSS衬罩加工难是制约其工程应用的主要瓶颈，曲面FSS阵列制作尤为困难。
曲面FSS阵列壳体是FSS天线罩的重要组成部分，与介质基底罩随形复合在一起，其图形单元及排布的精度对FSS天线罩谐振频率、带宽等关键指标影响很大。对于简单直锥外形天线罩，采用柔性膜转移法即可获得曲面FSS阵列，即采用平面工艺在柔性薄膜上制作FSS阵列，再将其贴覆在曲面介质上。然而对于大多数不可展开成平面的天线罩外形如球形、椭球形及其它异形结构而言，这种方法则意味着更多的分片和褶皱，进而导致电性能劣化。研究者们还尝试了柔性膜热塑成型反贴法、机器人数字化加工法等，但效果均不理想，存在精度低、效率低及可靠性差等问题。
CN103395205B中公开了一种立体打印技术制作曲面频率选择表面的方法。该方法将曲面FSS模型输入到立体打印机，以非金属材料为打印材料进行快速成型，然后将表面进行金属化得到曲面FSS阵列壳体。该方法在形成曲面FSS图形阵列时具有直接、快捷的优势，但只能够制作简单的开孔单元阵列，无法制作贴片型FSS曲面单元阵列。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种新的曲面频率选择表面阵列的制作方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供常规贴片型曲面频率选择表面阵列的制作方法，所述制作方法包括步骤：
S1、通过三维建模软件对三维掩膜壳体进行三维建模，所述三维掩膜壳体与基底介质壳体的外形轮廓满足共形条件，得到三维掩膜壳体模型；
S2、将所述三维掩膜壳体模型输入3D打印设备中成型，得到三维掩膜壳体；
S3、将所述三维掩膜壳体附于基底介质壳体上，使两层壳体紧密贴合，在未被三维掩膜壳体遮挡的基底介质壳体表面制备金属膜层，形成金属贴片图形阵列；
S4、将三维掩膜壳体取下，对基底介质壳体进行清洗、干燥，得到所述常规贴片型曲面频率选择表面阵列。
优选的，所述步骤S1中，所述三维掩膜壳体为排布着镂空图形阵列的介质壳体；所述基底介质壳体的厚度为0.5mm～40mm；所述三维掩膜壳体的厚度为0.2mm～10mm。
优选的，所述步骤S2还包括：对所述三维掩膜壳体进行后续加工处理，所述后续加工处理包括对所述三维掩膜壳体的内表面进行打磨。
优选的，将所述三维掩膜壳体模型输入3D打印设备中成型的方法包括熔融堆积成型、紫外光固化成型、喷射成型、激光选区熔融或激光选区烧结。
优选的，所述成型的三维掩膜壳体的材料选自环氧类光敏树脂、环氧类光敏树脂改性材料、丙烯酸类光敏树脂、丙烯酸类光敏树脂改性材料、尼龙、尼龙改性材料、聚醚醚酮或聚醚醚酮改性材料、ABS树脂、聚碳酸酯、橡胶类材料或金属中的至少一种。
优选的，所述步骤S3中制备金属膜层采用的金属选自Cu、Al、Au、Ag、Ni或Pt中的至少一种。
优选的，所述步骤S3中制备金属膜层的方法包括真空镀膜、喷涂或刷涂金属浆料。
优选的，所述常规贴片型曲面频率选择表面阵列为Y贴片型、十字贴片型、圆贴片型、方贴片型或六边形贴片型。
本发明的有益效果在于：本发明的常规贴片型曲面FSS阵列制作方法与现有技术中，通过柔性膜转移、激光刻蚀等方法制作曲面FSS阵列相比，曲面FSS阵列加工不再受限于外形的复杂程度，可以制作任意复杂外形的曲面FSS阵列；FSS图形单元的选择也不再受限于开孔单元，可以制作常规贴片单元阵列。
附图说明
图1为常规贴片单元FSS壳体示意图。
图2为制作贴片单元的三维掩膜壳体示意图。
图3为常规贴片单元FSS壳体加工流程图。
1—基底介质壳体；2—十字贴片单元；3—三维掩膜壳体；
4—真空溅射镀膜；5—金属铜膜。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
本发明提供一种基于3D打印技术制作常规贴片型曲面FSS阵列的方法，即采用3D打印工艺方法成型与曲面基底介质壳体外表面共形的三维掩膜壳体，然后采用镀膜、喷涂或蚀刻等工艺在曲面介质壳体上形成周期排布的常规贴片型FSS图形阵列，具体步骤如下：
(1)以UG、AutoCAD、Solidworks等软件对三维掩膜壳体进行三维建模，三维掩膜壳体上按周期排布着镂空图形阵列，这些图形可以是Y孔、十字孔、圆孔、方孔、六边形孔等。如要做圆贴片FSS阵列，就制备对应的圆孔掩膜壳体，三维掩膜壳体的厚度优选为0.2～10mm。
(2)将所建立的三维掩膜壳体模型输入3D打印设备进行成型。打印材料有多种选择，如各种环氧类和丙烯酸类光敏树脂、尼龙、聚醚醚酮(PEEK)及其改性材料、ABS树脂、PC、橡胶类材料以及金属粉末等材料。采用的3D打印工艺可以是熔融堆积成型(FDM)，紫外光固化成型(SLA、DLP)、喷射成型(Polyjet)、激光选区熔融(SLM)、激光选区烧结(SLS)等。
(3)优选的实施方式中，针对成型的三维掩膜壳体的内表面进行适度的后续加工，包括但不限于对三维掩膜壳体内表面进行打磨以降低粗糙度，有利于三维掩膜壳体和基底介质壳体之间的覆形。
(4)将三维掩膜壳体套在基底介质壳体外面，进行调整使两层壳体紧密贴合，然后采用真空镀膜、喷涂等工艺在未被掩膜遮挡的基底介质壳体表面制备金属膜层，形成金属贴片图形阵列；优选的实施方式中，金属膜层的厚度为2um～18um；可选用的金属材料选自Cu、Al、Au、Ag、Ni或Pt等中的至少一种。
本发明实施例中，与三维掩膜壳体进行贴合的基底介质壳体同样也可以通过三维建模，立体打印成型的方式获得，但也可以采用模压法或真空袋热压法等方式获得复合材料基底介质壳体。
(5)将三维掩膜壳体取下，优选的实施方式中，对基底介质壳体进行清洗烘干等后续处理步骤，即完成常规贴片型曲面FSS阵列的制作。
本发明的制作方法解决了现有技术通过立体打印技术只能制作开孔型曲面FSS阵列的技术问题，能够方便快捷地制作出常规贴片型曲面FSS阵列，而且能够制作出各种形状的常规贴片型曲面FSS阵列，包括但不限于Y贴片型、十字贴片型、圆贴片型、方贴片型或六边形贴片型等。
下面结合具体实施例予以详细描述。
实施例1
本实施例在基底介质壳体上形成十字贴片型曲面FSS阵列，如附图1所示，在基底介质壳体1上制备十字金属贴片单元2排布的阵列，主要工艺流程如图2所示，包括以下步骤：
(1)用Solidworks软件对三维掩膜壳体3进行建模，三维掩膜壳体3上分布着镂空十字孔，该十字孔尺寸与最终形成的十字贴片单元2的尺寸一致，三维掩膜壳体3与基底介质壳体1的外表面覆形，本实施例中三维掩膜壳体3的厚度为0.5mm；
(2)以光敏树脂为原材料，采用立体光固化(SLA)工艺打印模型。将模型输入SLA打印设备，设置适当的摆放角度和支撑结构，进行模型的逐层切片、逐层成型；去除支撑材料并清洗烘干；对模型进行表面打磨等后续处理得到成型的三维掩膜壳体3；
(3)将三维掩膜壳体3附于基底介质壳体1外表面，通过调整使两层壳体紧密贴合并固定；
(7)将上述步骤中的组合壳体放置于真空镀膜设备中，采用真空溅射镀膜4工艺在组合壳体表面镀制金属铜膜5，所镀制的金属铜膜5的膜层厚度控制在6um左右；
(8)将三维掩膜壳体3取下，经过清洗烘干等后续处理，基底介质壳体1上的十字金属贴片阵列制作完成，得到相应的十字贴片型曲面FSS阵列。
除实施例1中制作得到十字贴片型曲面FSS阵列外，通过本发明的制作方法还能简单快捷地制作出Y贴片型、圆贴片型、方贴片型或六边形贴片型等各种常规贴片型曲面FSS阵列。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种常规贴片型曲面频率选择表面阵列的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括步骤：
S1、通过三维建模软件对三维掩膜壳体进行三维建模，所述三维掩膜壳体与基底介质壳体的外形轮廓满足共形条件，得到三维掩膜壳体模型；
S2、将所述三维掩膜壳体模型输入3D打印设备中成型，得到三维掩膜壳体；
S3、将所述三维掩膜壳体附于基底介质壳体上，使两层壳体紧密贴合，在未被三维掩膜壳体遮挡的基底介质壳体表面制备金属膜层，形成金属贴片图形阵列；
S4、将三维掩膜壳体取下，对基底介质壳体进行清洗、干燥，得到所述常规贴片型曲面频率选择表面阵列。
2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述三维掩膜壳体为排布着镂空图形阵列的介质壳体；所述基底介质壳体的厚度为0.5mm～40mm；所述三维掩膜壳体的厚度为0.2mm～10mm。
3.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：对所述三维掩膜壳体进行后续加工处理，所述后续加工处理包括对所述三维掩膜壳体的内表面进行打磨。
4.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，将所述三维掩膜壳体模型分别输入3D打印设备中成型的方法包括熔融堆积成型、紫外光固化成型、喷射成型、激光选区熔融或激光选区烧结。
5.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述成型的三维掩膜壳体的材料选自环氧类光敏树脂、环氧类光敏树脂改性材料、丙烯酸类光敏树脂、丙烯酸类光敏树脂改性材料、尼龙、尼龙改性材料、聚醚醚酮或聚醚醚酮改性材料、ABS树脂、聚碳酸酯、橡胶类材料或金属中的至少一种。
6.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S3中制备金属膜层采用的金属选自Cu、Al、Au、Ag、Ni或Pt中的至少一种。
7.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S3中制备金属膜层的方法包括真空镀膜、喷涂或刷涂金属浆料。
8.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述常规贴片型曲面频率选择表面阵列为Y贴片型、十字贴片型、圆贴片型、方贴片型或六边形贴片型。
CN201711363336.4A 2017-12-18 2017-12-18 常规贴片型曲面频率选择表面阵列的制作方法 Pending CN108134207A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711363336.4A CN108134207A (zh) 2017-12-18 2017-12-18 常规贴片型曲面频率选择表面阵列的制作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711363336.4A CN108134207A (zh) 2017-12-18 2017-12-18 常规贴片型曲面频率选择表面阵列的制作方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108134207A true CN108134207A (zh) 2018-06-08

Family

ID=62390567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711363336.4A Pending CN108134207A (zh) 2017-12-18 2017-12-18 常规贴片型曲面频率选择表面阵列的制作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108134207A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109755760A (zh) * 2019-01-31 2019-05-14 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 曲面共形微带天线阵面的制备方法
CN109802232A (zh) * 2019-03-14 2019-05-24 哈尔滨工程大学 基于单层双面覆层结构的Fabry-Perot谐振腔宽带高增益微带天线
CN110768020A (zh) * 2018-07-26 2020-02-07 苏州苏大维格科技集团股份有限公司 一种频率选择表面结构
CN112552079A (zh) * 2019-09-26 2021-03-26 航天特种材料及工艺技术研究所 一种金属化陶瓷基复合材料及曲面金属化的方法
CN113193380A (zh) * 2021-04-19 2021-07-30 西安交通大学 基于微纳3d打印的太赫兹超材料吸波器制造方法
CN114243284A (zh) * 2021-12-24 2022-03-25 航天恒星科技有限公司 一种频率选择天线罩的制备方法和一种频率选择天线
CN117424002A (zh) * 2023-12-19 2024-01-19 四川九洲电器集团有限责任公司 0°～90°任意曲率共形的fss板的设计、使用方法及fss板

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8730125B2 (en) * 2012-03-19 2014-05-20 The Regents Of The University Of California Low-cost high-gain planar antenna using a metallic mesh cap for millimeter-wave freqeuncy thereof
CN105448800A (zh) * 2015-11-25 2016-03-30 东莞同济大学研究院 一种基于3d打印技术的曲面薄膜电路的制作方法
CN105720362A (zh) * 2016-02-03 2016-06-29 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种3d打印射频天线的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8730125B2 (en) * 2012-03-19 2014-05-20 The Regents Of The University Of California Low-cost high-gain planar antenna using a metallic mesh cap for millimeter-wave freqeuncy thereof
CN105448800A (zh) * 2015-11-25 2016-03-30 东莞同济大学研究院 一种基于3d打印技术的曲面薄膜电路的制作方法
CN105720362A (zh) * 2016-02-03 2016-06-29 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种3d打印射频天线的方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110768020A (zh) * 2018-07-26 2020-02-07 苏州苏大维格科技集团股份有限公司 一种频率选择表面结构
CN109755760A (zh) * 2019-01-31 2019-05-14 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 曲面共形微带天线阵面的制备方法
CN109755760B (zh) * 2019-01-31 2020-08-25 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 曲面共形微带天线阵面的制备方法
CN109802232A (zh) * 2019-03-14 2019-05-24 哈尔滨工程大学 基于单层双面覆层结构的Fabry-Perot谐振腔宽带高增益微带天线
CN112552079A (zh) * 2019-09-26 2021-03-26 航天特种材料及工艺技术研究所 一种金属化陶瓷基复合材料及曲面金属化的方法
CN112552079B (zh) * 2019-09-26 2023-09-12 航天特种材料及工艺技术研究所 一种金属化陶瓷基复合材料及曲面金属化的方法
CN113193380A (zh) * 2021-04-19 2021-07-30 西安交通大学 基于微纳3d打印的太赫兹超材料吸波器制造方法
CN113193380B (zh) * 2021-04-19 2023-10-27 西安交通大学 基于微纳3d打印的太赫兹超材料吸波器制造方法
CN114243284A (zh) * 2021-12-24 2022-03-25 航天恒星科技有限公司 一种频率选择天线罩的制备方法和一种频率选择天线
CN117424002A (zh) * 2023-12-19 2024-01-19 四川九洲电器集团有限责任公司 0°～90°任意曲率共形的fss板的设计、使用方法及fss板

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108134207A (zh) 常规贴片型曲面频率选择表面阵列的制作方法
CN108123228A (zh) 一种曲面频率选择表面阵列的制作方法
CN108134208A (zh) 复合贴片型曲面频率选择表面阵列的制作方法
CN106935965B (zh) 一种具有天线装饰功能的壳体及制备工艺
JP5389439B2 (ja) 多孔性金属発泡体
TWI558292B (zh) 外殼，使用該外殼的電子裝置及該外殼的製造方法
CN108188396A (zh) 一种基于4d打印的制备金属谐振型超材料的方法
CN107135621B (zh) 移动终端壳体、制备方法以及移动终端
CN110933887B (zh) 一种壳体的加工方法、壳体及移动终端
CN108097560B (zh) 一种基于三维成型的吸波体制备方法及相应的吸波体
CN106455391B (zh) 一种3c电子产品壳体及其制备方法
CN202856811U (zh) 一种手机镀膜外壳
CN107454213B (zh) 实现金属壳体表面纹理的方法、外壳及终端
CN207388443U (zh) 板材、制备板材的装置、移动终端壳体以及电子设备
CN108134209A (zh) 一种环形单元曲面频率选择表面阵列的制作方法
CN105206942A (zh) 一种碳纳米管薄膜频率选择表面
CN105689224B (zh) 塑胶外壳的表面处理方法
TWI693007B (zh) 殼體、殼體的製備方法及具有該殼體的電子裝置
CN207910854U (zh) 一种电子产品机壳的仿金属阳极表面结构及机壳
CN207321690U (zh) 一种电子产品外壳的电镀仿金属表面结构及外壳
CN104244587B (zh) 立体电路的制作方法及热固性喷涂溶液
CN102709703B (zh) 超材料的制造方法及由该方法制得的超材料制成的天线罩
Birar Study on fractal-based monopole antenna fabricated using 3D polymer printing and selective electrodeposition process
CN212011262U (zh) 一种非导电壳体的天线结构
CN115911880B (zh) 一种立体贴片型频率选择天线罩/天线窗及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180608