四聯壓連接方式的吸波模塊及具有其的吸波結構的制作方法

本實用新型涉及吸波研究技術領域，具體地，涉及一種四聯壓連接方式的吸波模塊及具有其的吸波結構。

背景技術：

航天器在發射之前，需要在地面空間環境模擬設備內進行空間冷黑背景下的真空熱試驗，獲取衛星(即航天器)整體溫度分布數據，考驗熱控分系統維持衛星上儀器設備和分系統在規定的工作溫度范圍內的能力，驗證熱設計的正確性；同時考核衛星在真空的高、低溫環境下的工作性能，驗證各系統之間的性能匹配性和協調性。真空熱試驗中，采用紅外加熱籠和紅外燈陣等外熱流模擬裝置模擬空間外熱流，航天器按照在軌實際狀態工作，驗證航天器對空間環境的適應性及各單機的工作穩定性。

地面空間環境模擬設備內的熱沉、紅外加熱籠、紅外燈陣及試驗工裝等全部是金屬材料，金屬材料對于微波具有很好的反射效果。在不采取任何措施的情況下，航天器產品直接在空間環境模擬設備內發射微波，必然有很大比率反射回航天器產品表面，如果反射回的微波功率超過一定量，就有可能阻塞產品接收通道甚至造成損壞。為避免上述情況發生，裝有微波發射功能的航天器在真空熱試驗前，需對產品內部結構進行改裝，接有線負載，由負載吸收微波功率，試驗后再重新組裝產品結構。

然而，這樣的改裝存在以下缺點：

(1)隨著新一代航天器產品的復雜化，產品越來越細小，改裝工作更加困難，即使可以改裝，由于結構細小脆弱，改裝中產品面臨不可預估的風險，改裝前后狀態難以保證。正在預研的新一代產品復雜度大大提高，產品的改裝不可接收或不可以改裝，因此，目前真空熱試驗方法難以滿足當前航天器產品的需求；

(2)航天器產品接有線負載，導致產品試驗狀態和在軌工作狀態不一致；產品微波功率由負載吸收，由于22％左右的微波輻射能量在負載上轉化為熱能，造成產品熱狀態失真，無法考察熱效應對于產品熱設計的影響。如果僅以目前有線負載模式進行真空熱試驗，將會使產品之間的耦合作用消失，無法對產品的性能充分考核，因此航天器熱平衡或熱真空試驗時，必須采取在軌工作狀態的工作模式，這樣才能更全面地對熱控設計和可靠性進行考核。

另外，現有技術中的大功率的吸波模塊中的吸波元件是粘接在安裝板上的，但是在吸波工作過程中，大功率的吸波模塊會產生大量熱量，導致粘接膠失效而使吸波元件從安裝板上掉落。雖然現有技術中應用鑲嵌工藝解決了吸波元件從安裝板掉落的難題，然而采用鑲嵌工藝的生產、裝配工序復雜，使得在對航天產品進行測試過程中采用的大功率的吸波模塊生產復雜，且成本高。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種四聯壓連接方式的吸波模塊及具有其的吸波結構，旨在解決現有技術中真空熱試驗過程中利用有線負載消耗產品設備發出的微波導致產品設備的試驗狀態和在軌工作狀態不一致的問題，并且改進吸波元件與安裝板的連接方式以降低大功率的吸波模塊的生產、裝配的工藝難度。

為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是：提供一種四聯壓連接方式的吸波模塊，包括：安裝板，安裝板上開設有矩形陣列分布的通孔；多個吸波尖錐構件，各吸波尖錐構件包括座體部和錐體部，錐體部連接在座體部上，座體部放置在安裝板上，座體部與錐體部之間形成有容納槽；連接壓片，連接壓片的一端側插入相鄰的兩個吸波尖錐構件的其中一個的容納槽內，連接壓片的另一端側插入相鄰的兩個吸波尖錐構件的另一個的容納槽內；用于連接安裝板與連接壓片的連接組件，連接組件連接在安裝板與連接壓片之間。

可選地，連接壓片上開有至少一個第一連接通孔，安裝板上開有與多個連接壓片的第一連接通孔一一對應的第二連接通孔，連接組件分別穿過第一連接通孔與相應的第二連接通孔以連接安裝板與連接壓片。

可選地，連接組件包括螺栓和鎖緊螺母，螺栓的桿部穿過第一連接通孔與第二連接通孔，螺栓的螺栓頭與連接壓片接觸，鎖緊螺母連接在螺栓的桿部上，且鎖緊螺母與安裝板接觸。

可選地，相鄰的四個吸波尖錐構件之間設置有一個連接壓片，且連接壓片通過連接組件與安裝板連接。

可選地，一個連接壓片上開設一個第一連接通孔，且相鄰的四個吸波尖錐構件的座體部上均設置有避讓螺栓桿部的避讓口。

可選地，一個連接壓片上開設多個第一連接通孔，且相鄰的四個吸波尖錐構件的座體部上均設置有避讓螺栓桿部的一一對應的避讓口。

可選地，各吸波尖錐構件上開有減重空腔。

可選地，吸波尖錐構件為四棱錐狀結構。

可選地，一個錐體部中的相鄰兩個底邊處設置有凸棱，相鄰兩個吸波尖錐構件之間，其中一個吸波尖錐構件的凸棱插入另一個吸波尖錐構件的容納槽內。

根據本實用新型的另一方面，提供了一種吸波結構，該吸波結構包括安裝框架和多個吸波模塊，多個吸波模塊安裝在安裝框架上形成吸波板，吸波模塊為前述的四聯壓連接方式的吸波模塊；一個吸波板豎直放置作為屏風式吸波結構；或者，五個吸波板之間連接形成框架式吸波結構，該框架式吸波結構形成的框架形狀為六面體形狀；或者，多個吸波板相連接形成密閉的箱體空間作為為箱體式吸波結構。

本實用新型中，通過連接組件將連接壓片連接在安裝板上，這樣連接壓片便能夠同時將相鄰的至少兩個吸波尖錐構件壓緊在安裝板上。從而簡化各個吸波尖錐構件裝配到安裝板上的安裝結構，簡化現有技術中鑲嵌式的加工工藝的加工難度，降低吸波模塊的生產成本。

附圖說明

圖1是本實用新型的四聯壓連接方式的吸波模塊的第一實施例的立體結構示意圖；

圖2是圖1中相鄰四個吸波尖錐構件的俯視結構示意圖；

圖3是圖2中A-A的剖視結構示意圖；

圖4是圖2中B-B的剖視結構示意圖；

圖5是圖4中C處的放大結構示意圖；

圖6是本實用新型的四聯壓連接方式的吸波模塊的第一實施例中單個吸波尖錐構件的結構示意圖；

圖7是本實用新型的四聯壓連接方式的吸波模塊的第一實施例中單個連接壓片的結構示意圖；

圖8是本實用新型的四聯壓連接方式的吸波模塊的第二實施例中單個吸波尖錐構件的結構示意圖；

圖9是本實用新型的四聯壓連接方式的吸波模塊的第二實施例的立體結構示意圖；

圖10是吸波尖錐構件的電磁波試驗曲線圖。

在附圖中：

10、安裝板； 20、吸波尖錐構件；

201、座體部； 202、錐體部；

2011、凸棱； 2012、容納槽；

2013、避讓口； 30、連接壓片；

31、第一連接通孔； 40、連接組件；

41、螺栓； 42、鎖緊螺母；

50、彈性形變層。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

需要說明的是，當元件被稱為“固定于”或“設置于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者間接在該另一個元件上。當一個元件被稱為“連接于”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者間接連接至該另一個元件上。

還需要說明的是，本實施例中的左、右、上、下等方位用語，僅是互為相對概念或是以產品的正常使用狀態為參考的，而不應該認為是具有限制性的。

如圖1至圖7所示，本實用新型的第一實施例的四聯壓連接方式的吸波模塊包括安裝板10、吸波尖錐構件20、連接壓片30以及用于連接安裝板10與連接壓片30的連接組件40，其中，吸波尖錐構件20為多個，安裝板10上開設有矩形陣列分布的通孔，各吸波尖錐構件20包括座體部201和錐體部202，錐體部202連接在座體部201上，座體部201放置在安裝板10上，座體部201與錐體部202之間形成有容納槽2012，連接壓片30的一端側插入相鄰的兩個吸波尖錐構件20的其中一個的容納槽2012內，連接壓片30的另一端側插入相鄰的兩個吸波尖錐構件20的另一個的容納槽2012內，連接組件40連接在安裝板10與連接壓片30之間。

利用安裝板與吸波尖錐構件形成的大功率的吸波模塊在對航天產品試驗的過程中進行吸波消耗，保證工作人員不受航天產品所發射的強烈電磁波的傷害，并且通過該大功率的吸波模塊使航天產品脫離真空環境試驗條件的限制。并且，通過連接壓片30插入各個吸波尖錐構件20的座體部201與錐體部202形成的容納槽2012內，然后通過連接組件40將連接壓片30連接在安裝板10上，這樣連接壓片30便能夠同時將相鄰的至少兩個吸波尖錐構件20壓緊在安裝板10上。從而簡化各個吸波尖錐構件20裝配到安裝板10上的安裝結構，簡化現有技術中鑲嵌式的加工工藝的加工難度，降低吸波模塊的生產成本。

在制造本實施的吸波尖錐構件20的過程中，本實施例應用燒結工藝進行制造，采用耐高溫和低放氣性的SiC吸波材料經1000℃以上高溫燒結，并且座體部201與錐體部202一體成型而成。

在第一實施例中，如圖7所示，連接壓片30上開有至少一個第一連接通孔31，具體地，一個連接壓片30上開設一個第一連接通孔31，并且該第一連接通孔31開設在連接壓片30的中間位置，安裝板10上開有與多個連接壓片30的第一連接通孔31一一對應的第二連接通孔，連接組件40分別穿過第一連接通孔31與相應的第二連接通孔以連接安裝板10與連接壓片30，且相鄰的四個吸波尖錐構件20的座體部201上均設置有避讓螺栓41桿部的避讓口2013。通過一個連接組件40向連接壓片30的全部區域施加連接力，從而通過連接壓片30將各個吸波尖錐構件20壓緊在安裝板10上。在本實施例中，連接壓片30具有一定程度的彈性形變的能力，在連接組件40對連接壓片30施加連接力時，連接壓片30產生彈性形變并將吸波尖錐構件20壓緊在安裝板10上。

如圖2所示，第一實施例的吸波模塊以相鄰的四個吸波尖錐構件20為一組進行連接，相鄰的四個吸波尖錐構件20之間通過一個連接壓片30進行連接壓緊。并且，如圖3和圖4所示，連接組件40包括螺栓41和鎖緊螺母42，螺栓41的桿部穿過第一連接通孔31與第二連接通孔以連接安裝板10與連接壓片30，螺栓41的螺栓頭與連接壓片30接觸，鎖緊螺母42連接在螺栓41的桿部上，且鎖緊螺母42與安裝板10接觸。

在第一實施例中，各個吸波尖錐構件20為四棱錐狀結構，這樣，相鄰兩個吸波尖錐構件20之間的相對面形成對電磁波的有效反射面，在不斷反射電磁波的同時也在不斷吸收消耗電磁波能量，達到吸波消能的目的。各吸波尖錐構件20上開有減重空腔21，如此，便能夠大大減輕所組裝完成的吸波模塊的重量，方便工作人員對吸波模塊進行搬運移動。

如圖3至圖5所示，各個吸波尖錐構件20與安裝板10之間設置有彈性形變層50，優選地，彈性形變層50為硅橡膠層。在對各個尖錐構件20連接在安裝板10上的過程中，為了消除吸波尖錐構件20與安裝板10之間的剛性碰撞，因而在安裝板10上首先設置一層具有彈性的硅橡膠層，在利用連接壓片30將吸波尖錐構件20壓緊在安裝板10上的過程，硅橡膠層能夠緩沖吸波尖錐構件20對安裝板10的碰撞力度，從而確保各個吸波尖錐構件20的完整性。優選地，本實施例選用GD414-C硅橡膠對安裝板10和吸波尖錐構件20的底部之間進行填充涂抹形成硅橡膠層。

工作人員將第一實施例的各個吸波尖錐構件20利用連接壓塊30、連接組件40進行裝配至安裝板10上形成吸波模塊的過程中，工作人員首先在安裝板10上涂覆完成硅橡膠層，然后將螺栓41穿過連接壓片30的第一連接通孔31，再將螺栓41穿過相應的第二連接通孔，并在螺栓41上擰上鎖緊螺母42(此時只需將鎖緊螺母42連接上螺栓41的桿部即可而無需擰緊)，接著工作人員將吸波尖錐構件20上的容納槽2012對準連接壓片30插入，四個吸波尖錐構件30為一組插入完成后，便對鎖緊螺母42進行擰緊，直至連接壓片30將吸波尖錐構件20壓緊在安裝板10上。

如圖8和圖9所示，其示出了本實用新型的第二實施例的吸波尖錐構件20的結構示意圖。在第二實施例中，與第一實施例相比較，第二實施例的四聯壓連接方式的吸波模塊中每個吸波尖錐構件20的錐體部202的相鄰兩個底邊處設置有凸棱2011，在裝配過程，相鄰兩個吸波尖錐構件20之間，其中一個吸波尖錐構件20的凸棱2011插入另一個吸波尖錐構件20的容納槽2012內，并且連接壓片30位于該凸棱2011與座體部201之間。除上述結構不同之外，第二實施例的其余結構均與第一實施例的結構相同，并且工作人員對第二實施例的各個吸波尖錐構件20利用連接壓塊30、連接組件40進行裝配至安裝板10上形成吸波模塊的過程也與第一實施例的裝配過程相同，因此在此不再贅述。

在第三實施例中(未圖示)，與第二實施例相比較，一個連接壓片30上開設多個第一連接通孔31，可以是兩個、三個、四個或五個第一連接通孔31，優選為均布的三個第一連接通孔31，通過相應數量的連接組件40進行連接，且相鄰的四個吸波尖錐構件20的座體部201上均設置有避讓螺栓41桿部的一一對應的避讓口2013。這樣，通過均布的多個連接組件40對連接壓片30進行施力，使得連接力在連接壓片30上分布更加均勻，使得傳遞至吸波尖錐構件20的連接力更加均勻，從而使各個吸波尖錐構件20更加穩定地連接在安裝板10上。與第二實施例相比，第三實施例的其余結構均相同，在此不再贅述。

本實用新型的吸波尖錐構件20的電磁波反射率采用GJB2038A-2011《雷達吸波材料反射率測試方法》中RAM弓形測試法進行測試，即將發射天線與接收天線對稱地置于圓弧上，圓弧所在平面與吸波材料所在的平面互相垂直。由發射天線對吸波材料產生激勵，其反射信號被接收天線拾取，再用理想的導電板取代吸波材料，測得其反射信號，最后將前后兩種情況下的反射信號相比較。通過將發射天線置于圓弧上不同的位置來改變入射角，與此同時接收天線亦做相應的移動。在微波暗室內，天線裝置在弓形框上，實現自由空間的RAM反射率測量。測試時將大功率的吸波模塊拼裝成150*150的標準模塊，將模塊放置在樣板支架上進行測試，測試結果詳見圖10。要求吸波尖錐構件20的外側面上清潔無粉末，結構強度高。

根據本實用新型的另一方面，提供一種大功率的吸波結構。該吸波結構包括安裝框架和多個吸波模塊，多個吸波模塊安裝在安裝框架上形成吸波板，吸波模塊為前述的四聯壓連接方式的吸波模塊；

第一種形式的吸波結構：將一個吸波板豎直放置作為屏風式吸波結構，該屏風式吸波結構阻隔在進行試驗的航天產品和工作人員之間進行吸波消耗，保護工作人員的安全。或者，根據實際試驗應用，需要的屏風式吸波結構的尺寸較大，可以將多個這樣的吸波板順次連接形成更大的屏風式吸波結構。

第二種形式的吸波結構：五個吸波板之間連接形成框架式吸波結構，該框架式吸波結構形成的框架形狀為六面體形狀；在對航天產品進行試驗的過程中，框架式大功率的吸波結構將航天產品圍起來，從而阻隔航天產品與工作人員之間的電磁波，將電磁波吸收消耗。

第三種形式的吸波結構：多個吸波板相連接形成密閉的箱體空間作為為箱體式吸波結構。在對航天產品進行試驗的過程中，將航天產品放置在箱體空間內，從而阻隔航天產品與工作人員之間的電磁波，將電磁波吸收消耗。

以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。