基于3D打印的一体化太赫兹波纹喇叭天线阵列及其制作方法与流程

技术特征：
1.一种基于3d打印的一体化太赫兹波纹喇叭天线阵列，其特征在于：包括若干个波纹喇叭天线单元(101)、表面金属层(102)以及主体支撑结构(103)，所述主体支撑结构(103)为光固化树脂，若干个波纹喇叭天线单元(101)一体成型设置在主体支撑结构(103)上，且主体支撑结构(103)上表面覆盖表面金属层(102)，相邻波纹喇叭天线单元(101)的之间为与波纹喇叭天线单元(101)一体化的网状支撑结构(104)。2.如权利要求1所述的基于3d打印的一体化太赫兹波纹喇叭天线阵列，其特征在于：所述网状支撑结构(104)为均匀的网状结构。3.如权利要求1所述的基于3d打印的一体化太赫兹波纹喇叭天线阵列，其特征在于：所述网状支撑结构(104)为不均匀的网状结构，有的区域密集、有的区域稀疏。4.如权利要求1所述的基于3d打印的一体化太赫兹波纹喇叭天线阵列，其特征在于：波纹喇叭天线单元(101)根据需要进行排布，包括正交、三角排布方式。5.如权利要求1所述的基于3d打印的一体化太赫兹波纹喇叭天线阵列，其特征在于：所述表面金属层(102)为铜、或金。6.如权利要求1所述的基于3d打印的一体化太赫兹波纹喇叭天线阵列，其特征在于：单个波纹喇叭天线单元(101)是包含五个部分的一体式结构，即矩形波导(1011)、波导过渡段(1012)、圆形波导(1013)、模式变换段(1014)和辐射段(1015)；其中矩形波导(1011)为直接与外部输入矩形波导直接互联的矩形波导结构；波导过渡段(1012)是一种由矩形到圆形的圆滑过渡结构，实现由矩形波导(1011)到圆形波导(1013)的过渡；圆形波导(1013)是与模式变换段(1014)直接相连的圆形波导；模式变换段(1014)由带有多个环形槽的圆形喇叭构成；辐射段(1015)由带有多个环形槽的圆形喇叭构成；网状支撑结构(104)位于相邻波纹喇叭天线单元(101)之间，且网状支撑结构(104)与波纹喇叭天线单元(101)为一体结构。7.如权利要求1至6任一项所述的基于3d打印的一体化太赫兹波纹喇叭天线阵列，其特征在于：该基于3d打印的一体化太赫兹波纹喇叭天线阵列的制备方法包括如下步骤：步骤s1、根据太赫兹波纹喇叭天线阵列的工作频率进行太赫兹波纹喇叭天线阵列的详细设计，得到太赫兹波纹喇叭天线阵列的三维结构图；步骤s2、根据3d打印的工艺约束对步骤s1得到的太赫兹波纹喇叭天线阵列的三维结构进行优化，得到能够直接3d打印的三维结构图；步骤s3、基于光固化3d打印技术，从端部开始进行太赫兹波纹喇叭天线阵列的整体3d打印，所述3d打印所使用的材料为光固化树脂，光固化3d打印工艺过程中，单层打印层厚10
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100微米，光学成像精度10
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100微米，垂直打印速度1
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10毫米/分钟；步骤s4、基于化学镀工艺，对结构表面依次进行清洗、粗化、活化、化学镀，在天线阵列结构所有表面沉积1
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10um厚的表面金属层(102)；步骤s5、利用激光烧蚀工艺，在波纹喇叭天线单元(101)的辐射段(1015)的圆形喇叭开口和矩形波导(1011)的矩形开口周围制作环形或矩形隔离区(105)，将波纹喇叭天线单元(101)表面的金属层与其余表面金属层(102)隔离开。8.如权利要求7所述的基于3d打印的一体化太赫兹波纹喇叭天线阵列，其特征在于：所述3d打印方法包括dlp光固化3d打印或lcd光固化3d打印技术。9.一种权利要求1至6任一项所述的基于3d打印的一体化太赫兹波纹喇叭天线阵列的
制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤s1、根据太赫兹波纹喇叭天线阵列的工作频率进行太赫兹波纹喇叭天线阵列的详细设计，得到太赫兹波纹喇叭天线阵列的三维结构图；步骤s2、根据3d打印的工艺约束对步骤s1得到的太赫兹波纹喇叭天线阵列的三维结构进行优化，得到能够直接3d打印的三维结构图；步骤s3、基于光固化3d打印技术，从端部开始进行太赫兹波纹喇叭天线阵列的整体3d打印，所述3d打印所使用的材料为光固化树脂，光固化3d打印工艺过程中，单层打印层厚10
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100微米，光学成像精度10
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100微米，垂直打印速度1
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10毫米/分钟；步骤s4、基于化学镀工艺，对结构表面依次进行清洗、粗化、活化、化学镀，在天线阵列结构所有表面沉积1
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10um厚的表面金属层(102)；步骤s4、利用激光烧蚀工艺，在波纹喇叭天线单元(101)的辐射段(1015)的圆形喇叭开口和矩形波导(1011)的矩形开口周围制作环形或矩形隔离区(105)，将波纹喇叭天线单元(101)表面的金属层与其余表面金属层(102)隔离开。10.如权利要求9所述的基于3d打印的一体化太赫兹波纹喇叭天线阵列，其特征在于：所述3d打印方法包括dlp光固化3d打印或lcd光固化3d打印技术。

技术总结
本发明公开了一种基于3D打印的一体化太赫兹波纹喇叭天线阵列及其制作方法，天线阵列包括若干个波纹喇叭天线单元(101)、表面金属层(102)以及主体支撑结构(103)，所述主体支撑结构(103)为光固化树脂，若干个波纹喇叭天线单元(101)一体成型设置在主体支撑结构(103)上，且主体支撑结构(103)上表面覆盖表面金属层(102)，相邻波纹喇叭天线单元(101)的之间为与波纹喇叭天线单元(101)一体化的网状支撑结构(104)。本发明的优点在于：提供了波纹喇叭天线阵列基于光固化3D打印技术，一体化成形，不需要天线单元的进一步装配，结构强度好，服役期间变形小，主要材料为光固化树脂，重量轻，能够直接与前端馈源波导进行互联，安装和使用方便。便。便。


技术研发人员：盛文军 周金文 陈兴玉 于坤鹏
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第三十八研究所
技术研发日：2021.07.21
技术公布日：2021/10/23