JP2006502612A - 導波管マイクロ波アンテナを製造する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、波形ホーンを備える導波管マイクロ波アンテナを製造する方法に係り、該方法は、合成材料の発泡体ブロックの外側表面にホーンの波形を形成し、続いて、アンテナを製造するよう作られた発泡体ブロックの表面を金属化することに存する。

Description

本発明は、導波管技術を使用した、マイクロ波波形ホーンアンテナの製造方法に係る。

このタイプのアンテナは、一般的には、複数の成形品で構成される。特に波形ホーンを作る場合、該方法は、ホーンの軸平面に対して対称である２つの半分の部品の成形に存する。かかるアンテナの多種の要素の製造に必要な成形の数は、大量且つ低コスト生産の観点からは、非常に高額になりうる。更に、電気的断絶を抑えるようにされるアンテナの多種の要素の位置調整及び相互接続は、結果的にアンテナの生産コストに影響を与える製造上の制約を招く。

図１は、他にも特徴はある中で、周波数分離器２を備えた波型ホーン１を有する、導波管技術を使用したマイクロ波アンテナの一例の斜視図である。波形ホーン１は、２つの対称な半分の部品の組立体によって形成される。

導波管技術を使用するマイクロ波装置を構成する、ポリメタクリルイミド等の合成発泡体ブロックの使用は、文献「Foam technology for integration of microwave 3D functions」、ELECTRONICS LETTERS、１９９９年１０月１４日、第３５巻、第２１号（非特許文献１）より既知である。特に、該文献は、発泡体ブロックの成形による３Ｄ帯域フィルタの構成を提起する。ホーン・アンテナの製造方法もまた、特開５９１０７６０７号公報（特許文献１）の要約書に従って、波形が金属化される波形ホーンを形成するよう、繊維質強化プラスチックをコニカル成形の溝に圧延することに存することは、既知である。

導波管技術を使用してマイクロ波アンテナを製造するよう、発泡体ブロック上に金属フィルムを蒸着する方法もまた、仏国特許第２７８０３１９号明細書（特許文献２）より既知である。
特開５９１０７６０７号公報 仏国特許第２７８０３１９号明細書 文献「Foam technology for integration of microwave 3D functions」−ELECTRONICS LETTERS １９９９年１０月１４日、第３５巻、第２１号

本発明の目的は、導波管技術を使用して、合成発泡体ブロックからマイクロ波波形ホーンアンテナを製造する方法を提起することであり、該方法は、低コスト大量生産用に設計されているが、上述の不利点を避ける。

本発明による方法は、合成発泡体ブロックの外側表面上にホーンの波型を形成し、続いて、アンテナを形成するよう適合された発泡体ブロックの表面を金属化することに存する。この方法により、波形ホーンは、一体成形として製造されることが可能となり、アンテナにおける電気的断絶の排除に貢献するであろう。

ホーンの波形を形成する発泡体ブロックの外側表面の構造は、望ましくは、加熱圧造加工成形技術による熱成形によって得られる。ホーンを形成するよう使用される発泡体ブロックの事前成形は、望ましくは略円錐形である。

発泡体ブロックの表面金属化は、望ましくは、噴射又はブラシの使用によって、あるいは金属浴で浸漬塗装することによって実行される。

発泡体に使用される合成材料は、望ましくは、名称「ＲＯＨＡＣＥＬＬ ＨＦ（登録商標）」で販売されているポリメタクリルイミド発泡体であり、これは、他にも利点はある中で、剛性と低誘電率と低損失との優れた折衷を提示するものである。

更に、同一の発泡体ブロックの複数の部分の外側表面は、波形ホーンとインピーダンス・アダプタと偏波器とを有するマイクロ波アンテナを、一体成形として引き続き成形するよう、加熱圧造加工成形によって適合されうる。

導波管技術を使用するマイクロ波アンテナの偏波器は、環状の導波管内部に２枚の金属プレートを挿入することで形成されうる。これら２枚の部品は、環状の導波管の軸平面で互いに対して対称に蒸着される。これらの部品は、電界Ｅが金属プレートの平面にあるモードのフェーズが、電界Ｅがプレートの平面に対して垂直であるモードに対して９０度遅延されることが可能になるよう、既知の方法で形成される（長さ、輪郭）。このように、円偏波を、偏波器の入口で、プレートの平面から４５度に位置する平面での直線偏波を有する入口のフィールド及びその逆から始まって、取得する。

２つの半径方向のスロットが、発泡体ブロックの円筒形部分での加熱圧造加工によって形成され、そこに波形ホーンが形成され、続いて、この円筒形の部分の表面が、偏波器を形成するよう金属化される。同一の発泡体ブロックの他の円筒形の部分上で、円筒形の部分の断面で狭小部を形成する環状の溝は、加熱圧造加工によって形成され、続いて、この他の円筒形の部分の表面は、インピーダンス・アダプタを形成するよう金属化される。

実際、一体成形が、加熱圧造加工による波形ホーン、インピーダンス・アダプタ、及び偏波器の単体としての形成に使用されうることは、アンテナの製造コストの低減に貢献する。更に、この方法で得られるマイクロ波アンテナは、特に照合性に関して優れたパフォーマンスの達成に貢献するこれらの多種の構成部品の間での完全な電気的導通によって、益を得る。

本発明による方法は、図面を参照して以下に説明される。

図２は、合成発泡体ブロック３からの略円錐形の事前成形を示す。この事前成形は、図３中に示す波形ホーン５を形成するよう、加熱圧造加工によって型４で適合させられる。ここでは、合成発泡体は、名称「ＲＯＨＡＣＥＬＬ ＨＦ（登録商標）」で販売されている、ポリメタクリルイミド発泡体である。ホーンの波形６は、発泡体ブロック３の外側表面上に熱成形によって形成される。続いて、適合され発泡体ブロック３の表面は、波形ホーンを形成するよう金属化される。発泡体ブロック３の外側表面上の太線７は、発泡体ブロックの金属コーティングを示す。

図４は、合成発泡体ブロック３’からの、略円錐形の事前成形を示す。この事前成形は、図５に示す偏波器８を形成するよう、加熱圧造加工によって型４’で適合させられる。構造は、円錐形の発泡体の軸平面で対称である、発泡体ブロック３’における２つの半径方向のスロット９，１０の構成に存する。続いて、太線１１で示す通り、構成された発泡体ブロック３’の表面は金属化される。

図６は、本発明の方法により、導波管技術を使用して製造されたマイクロ波アンテナを示す。アンテナは、インピーダンス・アダプタ１３と共に環状の導波管偏波器８によって励起される波形ホーン５を有する。アンテナは、熱成形された発泡体ブロックから一体成形として形成される。更に特別には、円錐形の発泡体ブロックの第１の部分の外側表面上に、熱成形によってホーンの波形が形成されている。円筒形の発泡体ブロックの第２の部分の外側表面上に、インピーダンス・アダプタを形成するよう、熱成形によって環状の溝１２が形成されている。円筒形の発泡体ブロックの第３の外側表面上に、偏波器を形成するよう、熱成形によって２つの半径方向のスロットが形成されている。発泡体ブロックの３つの部分の熱形成は、単一の型を使用して単一の段階で実行される。

ポリメタクリルイミド発泡体が使用される場合、事前成形物は、型に挿入されるため柔らかくなるよう、約１５０度まで予め加熱される。事前成形物が型に挿入されるとすぐに、１８０度までの温度上昇、及び減温に関して、圧力の進行適用を利用して好適な温度プロフィールが適用される。型からの取外しは、室温又はそれより若干高い温度で達成される。

続いて、発泡体ブロックの部分は、銀のタイプ又はその誘導体の金属塗料の噴射によって、あるいは、ブラシの使用、又は、上述した通り金属浴で浸漬塗装することによって、金属化される。図６中、発泡体ブロック（網掛けで示す）の表面上の金属コーティングは、太線で示される。

導波管技術を使用した、波形ホーンを有するマイクロ波アンテナの斜視図である。 一体成形として導波管技術を使用して波形ホーンを形成するよう、本発明による発泡体ブロックの加熱圧造加工による成形作業を、非常に概略的に示す図である。 本発明による方法で得られた波形ホーンの軸方向断面を示す図である。 導波管技術を使用して偏波器を形成するよう、本発明による発泡体ブロックの加熱圧造加工による成形作業を、非常に概略的に示す図である。 本発明による方法によって得られた偏波器の軸方向断面を示す図である。 本発明による方法によって製造されたマイクロ波アンテナの軸方向断面を示す図である。

Claims (5)

1. 導波管技術を使用する、マイクロ波波形ホーンアンテナの製造方法であって、
   合成発泡体のブロックの外側表面上に前記ホーンの前記波形を形成し、前記アンテナを形成するように適合された前記発泡体ブロックの表面を金属化することを特徴とする方法。
2. 前記ホーンの前記波形は、型での前記発泡体ブロックの加熱圧造加工によって形成される、請求項１記載の方法。
3. 前記発泡体ブロックの前記表面の前記金属化は、噴射又はブラシの使用、あるいは浸漬塗装によって実行される、請求項１又は２記載の方法。
4. ２つの半径方向のスロットは、熱成形により前記発泡体ブロックの円筒形の部分に形成され、また、前記発泡体ブロックの前記部分の前記表面は、導波管偏波器を形成するよう金属化される、請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の方法。
5. 環状の溝は、熱成形によって、前記発泡体ブロックの他の部分に形成され、また、前記発泡体ブロックの前記他の部分の前記表面は、インピーダンス・アダプタを形成するよう金属化される、請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の方法。

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