本發(fā)明涉及電磁功能結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種有源電磁功能結(jié)構(gòu)、制造方法及飛行器。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)電磁功能結(jié)構(gòu)(例如頻率選擇表面、超材料、超表面等)一旦設(shè)計加工成型，其工作特性和實現(xiàn)效果基本固定，面對實際應(yīng)用中多變的環(huán)境無法做出調(diào)整。目前，有研究者們將開關(guān)二極管和變?nèi)荻O管等元器件件引入電磁功能結(jié)構(gòu)設(shè)計中，實現(xiàn)了工作特性可調(diào)控構(gòu)。將大量的元器件加載至電磁功能結(jié)構(gòu)上合適的位置，通過直流激勵信號進行控制，即可獲得相應(yīng)的調(diào)控功能。但是，由于有源電磁功能結(jié)構(gòu)一般選用開關(guān)二極管或變?nèi)荻O管作為控制元件，其具有一定封裝尺寸，安裝后將突出于介質(zhì)基材表面，受壓或磕碰后容易脫落或損壞，無法滿足特定使用環(huán)境。

2、目前，針對印刷電路板上焊接的二極管易脫落等問題，有方案采用灌封膠對器件進行保護，但灌封膠主要用于防水、阻燃，其介電損耗相對較大，對電磁功能結(jié)構(gòu)電性能影響較大，尤其是透波性能。雖然目前已有關(guān)于有源電磁功能結(jié)構(gòu)相關(guān)研究，但普遍集中于設(shè)計與原理驗證，在有源電磁功能結(jié)構(gòu)元器件防護等制備方面還未見公開報道。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種有源電磁功能結(jié)構(gòu)、制造方法及飛行器，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中無法對有源電磁功能結(jié)構(gòu)的元器件進行有效防護的技術(shù)問題。

2、根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種有源電磁功能結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)包括從正面到背面依次設(shè)置的正面保護層、正面緩沖層、元器件、功能層、襯底層、饋電層、背面緩沖層和背面保護層；

3、襯底層為印刷電路介質(zhì)板材料，功能層為置于襯底層上的金屬周期陣列圖案，饋電層為置于襯底層上的金屬串聯(lián)和/或并聯(lián)線條圖案，正面保護層和背面保護層均為樹脂基透波材料，正面緩沖層和背面緩沖層均為透波泡沫材料；

4、襯底層、功能層和饋電層通過印刷電路板工藝獲得，元器件焊接在功能層上，正面緩沖層通過熱貼敷工藝與元器件和功能層固化為一體，背面緩沖層通過熱貼敷工藝與饋電層固化為一體，正面保護層和背面保護層通過模壓成型工藝分別與正面緩沖層和背面緩沖層固化為一體。

5、進一步地，元器件為變?nèi)荻O管和/或開關(guān)二極管陣列。

6、進一步地，樹脂基透波材料選自石英布/環(huán)氧樹脂預(yù)浸料或石英布/氰酸酯樹脂預(yù)浸料。

7、進一步地，透波泡沫材料為環(huán)氧發(fā)泡膠膜。

8、進一步地，印刷電路介質(zhì)板材料為聚四氟乙烯板材。

9、進一步地，正面保護層和背面保護層的厚度均為0.1mm～0.5mm，相對介電常數(shù)均為2.5～3.5，損耗角正切值均小于或等于0.015。

10、進一步地，正面緩沖層和背面緩沖層的厚度均為0.3mm～1.5mm。

11、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種飛行器，飛行器包括本發(fā)明前述提出的有源電磁功能結(jié)構(gòu)。

12、根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種有源電磁功能結(jié)構(gòu)制造方法，方法包括：

13、s1，采用印刷電路板工藝制備襯底層及其正面的功能層和反面的饋電層，襯底層為印刷電路介質(zhì)板材料，功能層為金屬周期陣列圖案，饋電層為金屬串聯(lián)和/或并聯(lián)線條圖案；

14、s2，將元器件焊接在功能層上；

15、s3，根據(jù)有源電磁功能結(jié)構(gòu)的形狀剪裁用作正面緩沖層的正面環(huán)氧發(fā)泡膠膜和用于背面緩沖層的背面環(huán)氧發(fā)泡膠膜，并根據(jù)電子元器件的高度以及發(fā)泡倍率剪裁正面環(huán)氧發(fā)泡膠膜的厚度；

16、s4，在溫度25±5℃、相對濕度≤65％的操作環(huán)境下，將正面環(huán)氧發(fā)泡膠膜鋪貼于元器件表面，將背面環(huán)氧發(fā)泡膠膜鋪貼于饋電層表面，利用溫度不高于70℃的熱風進行加熱，去除氣泡，貼實膠膜；

17、s5，將s4貼好膠膜的有源電磁功能結(jié)構(gòu)平放于固化設(shè)備中，固化壓力為0.3±0.02mpa，從室溫開始升溫，升溫速率為1～2℃/min，按照90℃/2h的階段固化工藝固化，固化結(jié)束后關(guān)閉熱源，自然降溫至40℃以下卸壓；

18、s6，將厚度為0.2mm的石英布/環(huán)氧樹脂預(yù)浸料鋪放在模具上，將s5得到的有源電磁功能結(jié)構(gòu)放置到模具內(nèi)，在其上鋪放0.2mm的石英布/環(huán)氧樹脂預(yù)浸料，經(jīng)加熱加壓固化，脫模后機加得到最終的有源電磁功能結(jié)構(gòu)。

19、應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，提供了一種有源電磁功能結(jié)構(gòu)、制造方法及飛行器，該結(jié)構(gòu)通過印刷電路板工藝獲得襯底層以及其上的功能層和饋電層，將元器件焊接在功能層上，一方面利用軟質(zhì)的正面緩沖層保護元器件，另一方面通過兩層保護層、兩層緩沖層和一層襯底層的“3+2”夾心結(jié)構(gòu)，增強有源電磁功能結(jié)構(gòu)的整體力學性能。該結(jié)構(gòu)具有工藝簡單、剖面高度低、同時對有源電磁功能結(jié)構(gòu)電性能影響小的特點，對于有源電磁功能結(jié)構(gòu)工程化應(yīng)用具有重要意義。

技術(shù)特征：

1.一種有源電磁功能結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)包括從正面到背面依次設(shè)置的正面保護層(1)、正面緩沖層(2)、元器件(3)、功能層(4)、襯底層(5)、饋電層(6)、背面緩沖層(7)和背面保護層(8)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述元器件(3)為變?nèi)荻O管和/或開關(guān)二極管陣列。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述樹脂基透波材料選自石英布/環(huán)氧樹脂預(yù)浸料或石英布/氰酸酯樹脂預(yù)浸料。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述透波泡沫材料為環(huán)氧發(fā)泡膠膜。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述印刷電路介質(zhì)板材料為聚四氟乙烯板材。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述正面保護層(1)和所述背面保護層(8)的厚度均為0.1mm～0.5mm，相對介電常數(shù)均為2.5～3.5，損耗角正切值均小于或等于0.015。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述正面緩沖層(2)和所述背面緩沖層(7)的厚度均為0.3mm～1.5mm。

8.一種飛行器，所述飛行器包括權(quán)利要求1至7中任一項所述的有源電磁功能結(jié)構(gòu)。

9.一種有源電磁功能結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，所述方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種有源電磁功能結(jié)構(gòu)、制造方法及飛行器，該結(jié)構(gòu)包括從正面到背面依次設(shè)置的正面保護層、正面緩沖層、元器件、功能層、襯底層、饋電層、背面緩沖層和背面保護層；襯底層為印刷電路介質(zhì)板材料，正面保護層和背面保護層均為樹脂基透波材料，正面緩沖層和背面緩沖層均為透波泡沫材料；正面緩沖層通過熱貼敷工藝與元器件和功能層固化為一體，背面緩沖層通過熱貼敷工藝與饋電層固化為一體，正面保護層和背面保護層通過模壓成型工藝分別與正面緩沖層和背面緩沖層固化為一體。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，以解決現(xiàn)有技術(shù)中無法對有源電磁功能結(jié)構(gòu)的元器件進行有效防護的技術(shù)問題。

技術(shù)研發(fā)人員：歐陽思玥,王瑞,張曉鐘,徐陽,戴全輝
受保護的技術(shù)使用者：北京機電工程研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15