技术领域
[0001] 本
发明涉及线栅极化分离器技术领域，具体为一种线栅极化分离器的制作方法。
背景技术
[0002] 线栅极化分离器是对毫米波段的
微波进行极化分离的专用元器件。线栅极化分离器由金属丝(一般是钨丝或钼丝)平行排布形成的金属线栅构成，其性能主要取决于金属丝间距和金属丝直径。金属丝的直径和分布距离的选择和工作环境的微波
波长有关，一般而言，金属丝间距不得大于待极化波波长的四分之一，金属丝直径不得大于待极化波波长的十分之一。
[0003] 线栅极化分离器的主要功能是投射和反射极化状态不同的线极化波。线栅极化分离器工作时会反射具有与线栅金属丝排列方向平行的
电场指向的
电磁波束，而同时将投射具有与线栅金属丝排列方向垂直的电场指向的电磁波束。
[0004] 线栅极化分离器的工作性能主要取决于金属丝的直径d和线栅周期g。如图1所示，线栅金属丝直径用d表示，紧密相邻两金属丝距离用g表示，也叫线栅周期。线栅极化分离器金属丝在制作时需要对金属丝施加一定的预紧
力，以使其表面具有较高的平面度。由相关文献实验结果可知，金属丝间距g与待极化波波长λ的比值等于0.1，且金属丝直径d与间距g的比值等于0.33时的线栅极化分离器具有优良的极化性能，是该波长下最优异的线栅极化分离器。
[0005] 传统的线栅极化分离器批量制作工艺是使用专用的绕线机，在做好的线框上进行缠绕，缠绕的过程中会施加一定的预紧力，在缠绕完成后使用环
氧树脂将金属丝和线框进行粘接，最终得到产品。在缠绕的过程中金属丝会出现
张力波动，从而影响绕线的
精度，故需要使用张力器，制作过程较为复杂，适用于批量生产，但不适用于实验室中为研究目的而进行的小批量生产。
[0006] 另一种方法是采用
腐蚀工艺加工金属线栅，腐蚀后的金属丝横截面形状不是圆形而是近似于矩形，且腐蚀后的金属线栅比较松弛，需要对其进行拉伸，从而保证金属丝间距均匀且具有良好的机械性能，最后使用
固化剂将线栅与边框连接起来。因此，该工艺方法要求制作金属线栅的材料应当具有足够的拉伸强度及较高的导电率。但由于线栅数目较多，拉伸的过程中无法保证每根都能得到充分的拉伸，仍然会影响线栅精度，所以该方法也存在相应的局限。
发明内容
[0007] 为解决
现有技术存在的问题，本发明提出一种线栅极化分离器的制作方法，通过对每根金属丝进行单独弹性补偿，使金属框
变形导致的金属丝松弛被
弹簧钢丝的形变量补偿掉，解决了金属丝松弛带来的精度问题，最大程度的保证了金属丝阵列的均匀性，同时加工工艺简单，材料成本低，装配过程的可操作性强，解决了小批量生产需求，能够满足电气性能的要求。
[0008] 本发明的技术方案为：
[0009] 所述一种线栅极化分离器的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0010] 步骤1：将线极化栅的矩形金属围框装配起来，所述矩形金属围框由四根槽钢组成，两个
位置相对的槽钢开口向外，另两个位置相对的槽钢开口向内；且对矩形金属围框的两侧面进行
铣削加工，使矩形金属围框的两侧面平整且相互平行；
[0011] 在两个开口向外的槽钢底部沿槽钢长度方向开有两排相对槽底长度方向中心线对称的穿线孔，且两个开口向外的槽钢底部的穿线孔位置一一对应；所述穿线孔孔径与待穿金属丝为间隙配合；一排穿线孔个数为N；
[0012] 某一开口向外的槽钢的两侧面沿槽钢长度方向均开有一排
弹簧钢丝安装孔；且弹簧钢丝安装孔在槽钢长度方向的位置，处于槽钢底部某两个在槽钢长度方向上相邻的穿线孔的中间位置；弹簧钢丝安装孔个数为N-1；
[0013] 另一开口向外的槽钢底部沿槽钢长度方向开有两排的
螺纹孔，且两排
螺纹孔分别处于两排穿线孔的外侧；
[0014] 步骤2：从开口向外的槽钢长度方向的中间位置向两侧进行穿孔；
[0015] 每次穿孔的过程如下步骤2.1～步骤2.6：
[0016] 步骤2.1：将金属丝从中间位置对折，呈U字形；
[0017] 步骤2.2：确定该金属丝所要穿过的槽钢底部长度方向相邻的两个穿线孔，并在这两个相邻穿线孔所对应的弹簧钢丝安装孔中固定安装一根垂直于槽钢长度方向的弹簧钢丝；
[0018] 步骤2.3：将U字形金属丝套过弹簧钢丝后，穿入步骤2.2中确定的两个相邻穿线孔中，并从相对的另一槽钢底部位置对应的两个穿线孔中穿出；
[0019] 步骤2.4：将U字形金属丝穿出位置的槽钢向下放置，在U字形金属丝的两端悬挂重物，使金属丝处于拉紧状态，弹簧钢丝处于弹性变形状态；
[0020] 步骤2.5：再将矩形金属围框在侧面平面内转动90度，通过重物使金属丝在穿出位置弯折；
[0021] 步骤2.6：利用槽钢底部的螺纹孔固定安装压
块，将弯折后的金属丝压住，之后将重物卸下；
[0022] 步骤2.7：重复步骤2.1～2.6，从槽钢长度方向的中间位置向两侧进行穿孔，且相邻金属丝在两排穿线孔中交错布置；完成槽钢长度方向的中间位置一侧的穿孔后，再对中间位置另一侧进行穿孔。
[0023] 进一步的优选方案，所述一种线栅极化分离器的制作方法，其特征在于：槽钢底部两排螺纹孔相对槽底长度方向中心线对称。
[0024] 进一步的优选方案，所述一种线栅极化分离器的制作方法，其特征在于：金属丝采用铍
青铜丝，且表面
镀银。
[0025] 有益效果
[0026] 本发明采用了一种新型的线栅极化分离器的结构工艺方法，加工简单，装配过程简易操作；手工操作就能实现，适合小批量生产；通过对每根金属丝进行单独弹性补偿，使金属框变形导致的金属丝松弛被弹簧钢丝的形变量补偿掉，最大程度的保证了金属丝阵列的均匀性；而且电气性能满足要求，且性能稳定，环境适应性强。
[0027] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0028] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对
实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0029] 图1：金属线栅示意图；
[0031] 图3：金属线在弹簧钢丝处的穿法示意图；
[0032] 图4：金属线的装配示意图；
[0033] 图5：金属线的固定示意图；
[0034] 图6：最终线栅极化分离器。
[0035] 其中：1、槽钢；2、螺纹孔；3、穿线孔；4、直
角块；5、弹簧钢丝安装孔；6、弹簧钢丝。
具体实施方式
[0036] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0037] 本实施例中的线栅极化分离器的制作方法具体包括以下步骤：
[0038] 步骤1：将线极化栅的矩形金属围框装配起来，金属围框有效区域的尺寸为580×424mm，装配好的图形如图2所示，所述矩形金属围框由四根槽钢组成，两个位置相对的槽钢开口向外，另两个位置相对的槽钢开口向内。为了保证围框的平面度，对矩形金属围框的前后两侧面进行铣削加工，使矩形金属围框的两侧面平整光洁且相互平行。本实施例中采用5号槽钢(Q235-A)，
弹性模量E＝210GPa，可承受较大的压
应力，同时可对其机加工成型，成型较为方便，价格也低廉。围框连接处使用材料为Q235-A钢的直角块连接固定，同时加强了围框的刚性。
[0039] 如图3所示，在两个开口向外的槽钢底部沿槽钢长度方向开有两排相对槽底长度方向中心线对称的穿线孔，且两个开口向外的槽钢底部的穿线孔位置一一对应；所述穿线孔孔径与待穿金属丝为间隙配合；一排穿线孔个数为N。由于槽钢内含杂质较多，在开穿线孔时，
钻头的垂直度要保证，否则容易发生折断，所以打孔机床的精度要高，孔径为正公差，实现与待穿金属丝为间隙配合。
[0040] 如图2所示，某一开口向外的槽钢的两侧面沿槽钢长度方向均开有一排弹簧钢丝安装孔；如图3所示，弹簧钢丝安装孔在槽钢长度方向的位置，处于槽钢底部某两个在槽钢长度方向上相邻的穿线孔的中间位置，即槽钢长度方向上相邻两个穿线孔之间对应一个弹簧钢丝安装孔；弹簧钢丝安装孔个数为N-1。
[0041] 如图5所示，另一开口向外的槽钢底部沿槽钢长度方向开有两排相对槽底长度方向中心线对称的螺纹孔，且两排螺纹孔分别处于两排穿线孔的外侧。
[0042] 步骤2：矩形金属围框装配完成后开始进行穿线，本实施例中金属丝采用铍青铜丝，铍青铜丝的硬度能够满足弯折后保持绷紧状态，且铍青铜丝表面镀银，以增强
导电性。
[0043] 穿线时，从槽钢长度方向的中间位置向两侧进行穿孔；完成一侧的穿孔后，再对中间位置另一侧进行穿孔。
[0044] 每次穿孔的过程如下步骤2.1～步骤2.6：
[0045] 步骤2.1：将金属丝从中间位置对折，呈U字形；
[0046] 步骤2.2：确定该金属丝所要穿过的槽钢底部长度方向相邻的两个穿线孔，并在这两个相邻穿线孔所对应的弹簧钢丝安装孔中固定安装一根垂直于槽钢长度方向的弹簧钢丝；
[0047] 步骤2.3：将U字形金属丝套过弹簧钢丝后，穿入步骤2.2中确定的两个相邻穿线孔中，并从相对的另一槽钢底部位置对应的两个穿线孔中穿出；
[0048] 步骤2.4：如图4左侧所示，将U字形金属丝穿出位置的槽钢向下放置，在U字形金属丝的两端悬挂2.5Kg重物，使金属丝处于拉紧状态，弹簧钢丝处于弹性变形状态；
[0049] 步骤2.5：如图4右侧所示，将矩形金属围框在侧面平面内转动90度，通过重物使金属丝在穿出位置弯折，如图5所示；
[0050] 步骤2.6：利用槽钢底部的螺纹孔固定安装压块，将弯折后的金属丝压住，以防止的金属丝在围框另一侧的弹簧钢丝的弹力作用下被拉回进而产生松弛，之后将重物卸下；由于铍青铜丝硬度较高，在90度弯折之后即使将重物拆下，只要保证铍青铜丝的弯折状态，铍青铜丝便能保持绷紧状态，所以压块的目的只是保证铍青铜丝的弯折状态即可，并不需要对铜线产生很大的压力；
[0051] 步骤2.7：重复步骤2.1～2.6，从槽钢长度方向的中间位置向两侧进行穿孔，且相邻金属丝在两排穿线孔中交错布置，这样保证每个弹簧钢丝上只挂一根金属丝，实现对每根金属丝进行单独弹性补偿。
[0052] 本实施例中，铍铜线直径为0.5mm，
抗拉强度为1250MPa，经计算满足使用要求。弹簧钢丝采用
碳素弹簧钢丝，牌号65Mn，直径为1.5mm，横跨宽度为45mm，有较高的形变量，可提供较大的有效弹性补偿。经过计算，矩形金属围框产生的最大形变量fmax＝5ql4/384EI＝0.175mm≤L/400＝1mm，满足使用要求。
[0053] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、
修改、替换和变型。
