專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電介質(zhì)桁架結(jié)構(gòu)頻率選擇表面隱身雷達(dá)罩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于現(xiàn)代武器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電介質(zhì)桁架結(jié)構(gòu)頻率選擇表面隱身
雷達(dá)罩。
背景技術(shù)：
隨著軍事上隱身技術(shù)的發(fā)展，頻率選擇表面技術(shù)逐漸受到各國(guó)的重視。頻率選擇表面的英文為Frequency Selective Surfaces,簡(jiǎn)稱(chēng)FSS。它是一種空間電磁濾波結(jié)構(gòu),能夠讓特定頻段的電磁波通過(guò)，而使該頻段以外電磁波被濾掉。如將其應(yīng)用于戰(zhàn)斗機(jī)或艦船的雷達(dá)罩上，能夠?qū)崿F(xiàn)本方雷達(dá)正常工作，將敵方雷達(dá)工作頻段的電磁波反射到其他方向，致使敵方雷達(dá)無(wú)法接收到回波信號(hào)，不能發(fā)現(xiàn)我方目標(biāo)，因而可將頻率選擇表面技術(shù)應(yīng)用于隱身領(lǐng)域。西方發(fā)達(dá)國(guó)家早在上世紀(jì)60年代就開(kāi)始對(duì)FSS技術(shù)進(jìn)行研究，根據(jù)《AVIONICMAGAZINE))文章報(bào)道，美制F-22隱身戰(zhàn)斗機(jī)便采取了 FSS技術(shù)制作的隱身雷達(dá)罩。國(guó)內(nèi)從上世紀(jì)90年代開(kāi)始展開(kāi)對(duì)FSS技術(shù)的研究。西北工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、長(zhǎng)春理工大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所等科研院所在理論分析和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)等方面做了大量的工作，關(guān)于FSS技術(shù)的理論分析方法已經(jīng)非常成熟，但是FSS工藝實(shí)現(xiàn)方案卻一直無(wú)法突破。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種電介質(zhì)桁架結(jié)構(gòu)頻率選擇表面隱身雷達(dá)罩，該雷達(dá)罩利用電介質(zhì)桁架作為支撐FSS柔性屏的骨架網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的濾波特性，進(jìn)一步提高FSS雷達(dá)罩隱身性能及其可靠性。本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下—種電介質(zhì)祐1架結(jié)構(gòu)頻率選擇表面隱身雷達(dá)罩，該雷達(dá)罩包括雷達(dá)罩基底、電介質(zhì)桁架、柔性基底和FSS屏；雷達(dá)罩為封閉結(jié)構(gòu)，由最外層到最里層依次為雷達(dá)罩基底、電介質(zhì)桁架、柔性基底和FSS屏；雷達(dá)罩基底、電介質(zhì)桁架、柔性基底和FSS屏皆與相鄰部件連接。本發(fā)明原理若要將FSS技術(shù)應(yīng)用在已經(jīng)成型的雷達(dá)罩上，選擇適當(dāng)?shù)钠ヅ浣橘|(zhì)進(jìn)行合理的配套設(shè)計(jì)，是實(shí)現(xiàn)其雷達(dá)隱身功能的有效途徑。而空氣的低介電常數(shù)和低電磁損耗特性，使其成為可選擇的匹配介質(zhì)。電介質(zhì)桁架即起到支撐FSS柔性屏的作用，在雷達(dá)罩與FSS柔性屏之間，電介質(zhì)桁架作為骨架網(wǎng)絡(luò)，隔離出適當(dāng)厚度的空氣層，通過(guò)計(jì)算設(shè)計(jì)FSS的具體結(jié)構(gòu)，使得雷達(dá)罩整體結(jié)構(gòu)針對(duì)某一頻率電磁波產(chǎn)生諧振，即產(chǎn)生頻率選擇特性，因此敵方發(fā)射的探測(cè)雷達(dá)反射到其他方向而減少回波信號(hào)，從而達(dá)到雷達(dá)隱身的目的。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明能夠使得以空氣作為匹配介質(zhì)的FSS雷達(dá)罩實(shí)現(xiàn)理想的濾波特性，對(duì)大角度和不同極化方式入射的電磁波保持穩(wěn)定的通帶，將敵方發(fā)射的探測(cè)雷達(dá)波反射到其他方向而減少回波信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)雷達(dá)隱身的目的。


圖I本發(fā)明一種電介質(zhì)桁架結(jié)構(gòu)頻率選擇表面隱身雷達(dá)罩的平面等效結(jié)構(gòu)圖。圖2本發(fā)明一種電介質(zhì)祐1架結(jié)構(gòu)頻率選擇表面隱身雷達(dá)罩實(shí)施例中電介質(zhì)祐1架結(jié)構(gòu)示意圖。圖3本發(fā)明一種電介質(zhì)祐1架結(jié)構(gòu)頻率選擇表面隱身雷達(dá)罩實(shí)施例中使用電介質(zhì)桁架的直錐形FSS雷達(dá)罩剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖I所不,一種電介質(zhì)祐1架結(jié)構(gòu)頻率選擇表面隱身雷達(dá)罩,該雷達(dá)罩包括雷達(dá)罩基底I、電介質(zhì)桁架2、柔性基底3和FSS屏4 ;雷達(dá)罩為封閉結(jié)構(gòu)，由最外層到最里層依次為雷達(dá)罩基底I、電介質(zhì)桁架2、柔性基底3和FSS屏4 ;雷達(dá)罩基底I、電介質(zhì)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(dá)罩為例。柔性基底3選取厚度為25 iim，介電常數(shù)為3.0的聚酰亞胺薄膜，其尺寸大小等于雷達(dá)罩內(nèi)表面的面積，形狀為直錐形雷達(dá)罩展開(kāi)后的扇形；采用鍍膜和光刻工藝在聚酰亞胺薄膜上制備厚度為20 的銅層，并實(shí)現(xiàn)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(zhì)桁架2選取介電常數(shù)為3. 0的聚酰亞胺材料，使用數(shù)控機(jī)械加工的方式制備而成，形狀為圓臺(tái)框架，如圖2所示,包括上無(wú)底圓臺(tái)殼5、下無(wú)底圓臺(tái)殼7兩個(gè)小圓臺(tái)殼和四根肋6,四根肋6長(zhǎng)度相等,均分排布連接上無(wú)底圓臺(tái)殼5和下無(wú)底圓臺(tái)殼7。上無(wú)底圓臺(tái)殼5下底圓外徑為直錐雷達(dá)罩底圓內(nèi)徑的0. I倍，下無(wú)底圓臺(tái)殼7下底圓外徑等于直錐雷達(dá)罩底圓內(nèi)徑，上、下兩個(gè)無(wú)底圓臺(tái)殼母線(xiàn)長(zhǎng)度為直錐雷達(dá)罩內(nèi)表面母線(xiàn)長(zhǎng)度的0. 02倍，上、下兩個(gè)無(wú)底圓臺(tái)殼和四根肋的厚度為所需的空氣匹配層厚度。在電介質(zhì)桁架2內(nèi)側(cè)的骨架表面涂抹氰酸酯樹(shù)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(zhì)桁架2內(nèi)部，壓緊并加熱至150° C，維持三個(gè)小時(shí)，使氰酸酯膠完全固化，F(xiàn)S S柔性屏與電介質(zhì)桁架2成為一體；在電介質(zhì)桁架2外側(cè)的骨架表面涂抹氰酸酯樹(shù)脂作為粘合劑，利用模具將FSS柔性屏與電介質(zhì)桁架2—同放入雷達(dá)罩基底I內(nèi)部，壓緊并加熱至150° C，維持三個(gè)小時(shí)，使氰酸酯膠完全固化，雷達(dá)罩基底I、電介質(zhì)桁架2、柔性基底3和FSS屏4成為一體，完成了電介質(zhì)祐1架結(jié)構(gòu)FSS雷達(dá)罩的制備。在本實(shí)施例中，F(xiàn)SS屏4表面可以為任意的圖形，如十字孔形、十字環(huán)形、Y孔形、Y環(huán)形、圓孔形或圓環(huán)形等等。
權(quán)利要求
1.一種電介質(zhì)桁架結(jié)構(gòu)頻率選擇表面隱身雷達(dá)罩，其特征在于，該雷達(dá)罩包括雷達(dá)罩基底(I)、電介質(zhì)桁架(2)、柔性基底(3)和FSS屏(4);所述雷達(dá)罩為封閉結(jié)構(gòu)，由最外層到最里層依次為雷達(dá)罩基底(I)、電介質(zhì)桁架(2)、柔性基底(3)和FSS屏(4);雷達(dá)罩基底(I)、電介質(zhì)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(quán)利要求I所述的ー種電介質(zhì)祐1架結(jié)構(gòu)頻率選擇表面隱身雷達(dá)罩，其特征在于，所述FSS屏(4)表面為十字孔形、十字環(huán)形、Y孔形、Y環(huán)形、圓孔形或圓環(huán)形。
3.如權(quán)利要求I或2所述的ー種電介質(zhì)桁架結(jié)構(gòu)頻率選擇表面隱身雷達(dá)罩，其特征在于，在所述柔性基底(3 )的上表面，采用鍍膜和光刻技術(shù)將FSS屏(4 )制作出來(lái)。
4.如權(quán)利要求I所述的ー種電介質(zhì)祐1架結(jié)構(gòu)頻率選擇表面隱身雷達(dá)罩，其特征在于，所述電介質(zhì)桁架(2)通過(guò)膠合與雷達(dá)罩基底(I)和柔性基底(3)連接。
全文摘要
一種電介質(zhì)桁架結(jié)構(gòu)頻率選擇表面隱身雷達(dá)罩屬于現(xiàn)代武器技術(shù)領(lǐng)域，該雷達(dá)罩利用電介質(zhì)桁架作為支撐FSS柔性屏的骨架網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的濾波特性，進(jìn)一步提高FSS雷達(dá)罩隱身性能及其可靠性。該雷達(dá)罩包括雷達(dá)罩基底、電介質(zhì)桁架、柔性基底和FSS屏；雷達(dá)罩為封閉結(jié)構(gòu)，由最外層到最里層依次為雷達(dá)罩基底、電介質(zhì)桁架、柔性基底和FSS屏；雷達(dá)罩基底、電介質(zhì)桁架、柔性基底和FSS屏皆與相鄰部件連接。本發(fā)明能夠使得以空氣作為匹配介質(zhì)的FSS雷達(dá)罩實(shí)現(xiàn)理想的濾波特性，對(duì)大角度和不同極化方式入射的電磁波保持穩(wěn)定的通帶，將敵方發(fā)射的探測(cè)雷達(dá)波反射到其他方向而減少回波信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)雷達(dá)隱身的目的。
文檔編號(hào)H01P1/20GK102637953SQ201210137028
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者馮曉國(guó), 梁鳳超, 王巖松, 陳新, 高勁松 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所