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激光選區(qū)熔化技術(shù)打印微波波導(dǎo)設(shè)備

供稿人:張旺 李滌塵   發(fā)布日期:2017-06-30

Ku/K波段天線(xiàn)饋電系統(tǒng),如圖1所示,包括兩種正態(tài)轉(zhuǎn)導(dǎo)器(OMTs),用于雙頻操作。該系統(tǒng)應(yīng)用于固定及廣播衛(wèi)星服務(wù),其在傳統(tǒng)機(jī)械加工方法中必須通過(guò)多個(gè)組件分別加工隨后組裝在一起。因此,不可避免會(huì)產(chǎn)生接觸凸緣,接觸凸緣的氧化可以產(chǎn)生高水平的無(wú)源互調(diào)產(chǎn)物,會(huì)嚴(yán)重?fù)p害接收功能。另外,由于安裝螺釘?shù)氖褂?,阻礙了組件的小型化,尤其是在30 GHz以上,質(zhì)量和外殼均無(wú)法優(yōu)化。而下一代高通量衛(wèi)星系統(tǒng)(HTS system)運(yùn)行頻率在30-50GHz,甚至在80-100GHz。因此,現(xiàn)有的傳統(tǒng)加工方式無(wú)法滿(mǎn)足該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的制造要求。

圖1 Ku/K波段天線(xiàn)饋電系統(tǒng)

意大利都靈理工大學(xué)研究人員采用激光選區(qū)熔化技術(shù),將各微波組件集成到衛(wèi)星的支撐結(jié)構(gòu)中,以便在一個(gè)部件中實(shí)現(xiàn)不同的功能(電磁、熱和結(jié)構(gòu))應(yīng)用該技術(shù)制造的單片天線(xiàn)饋電系統(tǒng)具有最小的質(zhì)量和包絡(luò)。激光選區(qū)熔化技術(shù)制造的濾波器組件,如圖2所示,其質(zhì)量為27g,相比傳統(tǒng)加工方法所制造的濾波器組件(質(zhì)量為70g)能減少61.4%的重量,同時(shí),滿(mǎn)足通信衛(wèi)星的典型要求。

圖2 Ku/K波段濾波器STL模型(a)及其截面(b)
圖3 SLM成形Ku/K波段濾波器的反射系數(shù)(a)及穿透系數(shù)(b)

參考文獻(xiàn):

  1. OA Peverini, M Lumia, F Calignano, G Addamo, M Lorusso, et al. Selective Laser Melting Manufacturing of Microwave Waveguide Devices[J].《Proceedings of the IEEE》, 2017 .
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