[發明專利]芳綸纖維復合材料星載螺旋天線的制造方法

有效

• 申請號: 200910122412.1
• 申請日: 2009-09-03
• 公開（公告）號: CN111903223B
• 公開（公告）日: 2011-10-26
• 發明（設計）人: 王海東;金超;寧曉磊;劉國璽;黨元蘭
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種芳綸纖維復合材料星載螺旋天線的制造方法，它涉及航天通信領域中的一種星載螺旋天線的制造技術。本發明采用密度低、介電性能好的Kevlar纖維復合材料及膠膜層、金屬網層鋪制成反射板、天線罩和支撐體，使天線具有高可靠性及最大限度降低天線重量，天線罩的透射電磁波與反射電磁波部分加工成一個整體，能夠同時進行透射電磁波與反射電磁波，滿足電氣性能要求，采用真空、加溫、加壓固化成型工藝，制造成芳綸纖維復合材料星載螺旋天線。本發明還具有結構簡單，成形工藝簡便易操作，彌補了傳統的星載玻璃鋼與鋁合金組合式螺旋天線重量大、介電性能差的不足，減輕重量20％～40％。特別適用于各種星間數傳等天線的制造。

技術領域

本發明涉及航天通信領域中的一種芳綸(簡稱Kevlar)纖維復合材料星載螺旋天線的制造方法，特別適用于各種星間數傳等天線的制造。

背景技術

目前，星載螺旋天線主要由玻璃鋼與鋁合金組成，其重量大、介電性能差、電氣性能指標低。Kevlar纖維復合材料具有較高的比強度、比剛度，以及近似為零的線膨脹系數和良好的抗沖擊性能、抗疲勞性能、振動阻尼性能、電磁波透過性能、隔熱性能等，在飛機、衛星等結構上具有廣闊的應用前景。星載螺旋天線與一般螺旋天線的最大不同之處在于它的使用環境，它要經受運載火箭的發射載荷(如加速度、振動、沖擊等)和空間環境(如熱真空、冷熱交變、紫外線輻射、原子氧侵蝕等)。這就需要在結構、材料和工藝等方面保證星載螺旋天線具有高的可靠性。在保證螺旋天線高可靠性的前提下，為了提高衛星的性能，降低火箭的發射成本，對其最迫切的要求就是輕量化。Kevlar纖維復合材料的密度僅為1.4g/cm³左右，比玻璃纖維復合材料(簡稱玻璃鋼)輕25％～30％，比鋁合金輕50％左右。在介質材料方面，Kevlar纖維復合材料具有較低的介電常數(ε＝3.0～3.7)和損耗角正切值(tanδ＜0.02)，是傳統玻璃鋼絕緣支撐體、玻璃鋼天線罩的理想替代材料。

發明內容

本發明的目的在于避免上述背景技術中的不足之處而提供一種在滿足星載螺旋天線電氣性能的基礎上，最大限度降低了星載螺旋天線的重量，并保障在發射載荷環境與空間環境下具有較高可靠性的Kevlar纖維復合材料星載螺旋天線的制造方法。本發明還具有結構簡單，成形工藝簡便易操作，彌補了傳統的星載玻璃鋼與鋁合金組合式螺旋天線重量大、介電性能差的不足。

本發明的目的是這樣實現的，包括步驟：

①在反射板模具(2)上按照自下而上的順序依次鋪制Kevlar纖維復合材料層、膠膜層和金屬網層，形成鋪層結構的反射板構件(1)，在所述的Kevlar纖維復合材料層中設置有鋁合金預埋件，在鋁合金預埋件與Kevlar纖維復合材料層接觸面上包覆有膠膜層；所述膠膜層的厚度為0.1mm至0.2mm，鋁合金預埋件的厚度為2mm至3mm，金屬網層厚度為0.15mm至0.25mm，目數為60目至150目，反射板構件(1)的總鋪層厚度為3mm至6mm；

②在天線罩模具(4)上按照由外向內的順序依次鋪制膠膜層、Kevlar纖維復合材料層，形成鋪層結構的透射電磁波天線罩構件，在透射電磁波天線罩構件圓腔上鋪制膠膜層、金屬網層，形成鋪層結構的反射電磁波天線罩構件，由透射電磁波天線罩構件和反射電磁波天線罩構件構成天線罩構件(3)；所述膠膜層的厚度均為0.1mm至0.2mm，金屬網層厚度為0.15mm至0.25mm，目數為60目至150目，透射電磁波天線罩構件總鋪層厚度為0.3mm至0.8mm，反射電磁波天線罩構件總鋪層厚度為1mm至2.5mm；

③在支撐體模具6上鋪制Kevlar纖維復合材料層形成鋪層結構的支撐體構件5，支撐體構件5的鋪層厚度為2mm至6mm；

④將反射板構件1、天線罩構件3、支撐體構件5分別由里到外依次鋪覆有孔隔離膜、脫模布、透氣氈后，分別套裝在真空袋內進行密封，真空袋密封后放入真空熱壓罐內進行抽真空，加溫、加壓固化成型為反射板構件1、天線罩構件3、支撐體構件5；