[發明專利]一種高增益復合材料天線的制備方法

有效

• 申請號: 201610264548.6
• 申請日: 2016-04-26
• 公開（公告）號: CN105965912B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 許福軍;王立永;朱鴻飛;王義斌;張昆;許齊耘
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B29C70/36
• 分類號: B29C70/36;B29C70/54;B29L31/34
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 翁若瑩,王婧

技術領域

本發明屬于天線制備領域，特別涉及一種高增益復合材料天線的制備方法。

背景技術

作為在軍用領域中不可缺少的通信系統單元，天線在民用領域也起到了越來越重要的作用，現如今，在交通工具上裝有大量的天線。天線的發展趨勢也逐漸變為輕質、隱蔽、穩定。將微帶天線嵌入織物成為其中的一種方法，而在各類織物中，三維織物因為其良好的整體性而具備一定的優勢，將微帶天線嵌入三維織物復合材料，可以使其兼具天線性能以及良好的力學性能。而中空結構的復合材料天線能夠有效減輕天線的質量，并且提高基質的介電性能，從而使天線增益有顯著的提升。

傳統復合材料天線的成型方法有手糊成型、噴射成型、樹脂傳遞模塑成型法等。其中，由樹脂傳遞模塑成型技術制備的成品表面光滑、樹脂分布均勻、成型效率高，并且樹脂傳遞模塑成型為封閉操作，不污染環境，不損害工人健康，原材料及能源消耗少，因此近年來被工業界廣泛采用。但是傳統的樹脂傳遞模塑成型法所制備的復合材料為實心結構，樹脂的大量填充雖然保證了較好的力學性能，但是導致了更多的介電損耗，從而使天線的增益性能較低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種高增益復合材料天線的制備方法，該方法制備工藝簡單，成本低，經濟效益好。在保證樹脂均勻覆蓋的前提下，制備高增益復合材料天線，解決了傳統樹脂傳遞模塑成型法難以制備高增益復合材料天線的問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種復合材料天線的制備方法，其特征在于，包括：用三維織機織造微帶天線預制件，將微帶天線預制件放置于模具中，將樹脂和空氣交替的抽入模具內，待樹脂分布均勻后繼續保持空氣的抽入，使多余的樹脂隨空氣流抽出，固化，脫模，得到復合材料天線。

優選地，所述的微帶天線預制件為三維織物，所述的三維織物的表層和最底層的經緯紗采用銅絞線，三維織物的其余紗線均為玻璃纖維。

優選地，所述的微帶天線預制件包括輻射元和用于支撐輻射元的基體，所述的輻射元與基體的最底層通過饋電線實現電連接。

優選地，所述的模具的尺寸根據微帶天線預制件的尺寸設計。

優選地，所述的將微帶天線預制件放置于模具中的方法包括：將微帶天線預制件置于上下兩層玻璃板之間，微帶天線預制件的上面與上層玻璃板之間以及微帶天線預制件的下面與下層玻璃板之間均設置塑料膜，玻璃板和塑料膜上涂覆脫模劑，形成模具預制件，將預制件的四周密封，完成模具制備。

優選地，在將樹脂和空氣交替的抽入模具前，確定抽吸的壓力、樹脂的粘度以及樹脂和空氣的交替頻率中的至少一種，使樹脂滲透進入微帶天線預制件的紗線內部并且多余樹脂不停留于模具內從而防止堵塞紗線之間的空隙。

優選地，所述的微帶天線預制件為織物垂直方向有連接作用的纖維集合體。

更優選地，所述的微帶天線預制件為三維正交結構，三維角連鎖結構，三維間隔織物，或縫合或者粘合而成的多層織物。

優選地，所述的塑料膜為聚四氟乙烯膜、聚酯膜、聚乙烯醇膜或聚乙烯膜，或帶有聚四氟乙烯、聚酯、聚乙烯醇或聚乙烯涂層的表面光滑的膜狀織物。

優選地，所述的樹脂為熱固性樹脂。

優選地，所述的樹脂為環氧樹脂，丙烯酸樹脂，不飽和聚乙烯樹脂或酚醛樹脂等低介電損耗的樹脂。

優選地，所述的樹脂中添加有樹脂稀釋劑，樹脂稀釋劑與樹脂的體積比為10～60∶100。樹脂稀釋劑的添加量根據織物結構和稀釋劑種類調節。

更優選地，所述的樹脂稀釋劑為活性稀釋劑或非活性稀釋劑。

更優選地，所述的活性稀釋劑為AGE(C12-14脂肪縮水甘油醚)，501(丁基縮水甘油醚)和622(1，4-丁二醇縮水甘油醚)中的至少一種。

更優選地，所述的非活性稀釋劑為無水乙醇和丙酮中的至少一種。

優選地，通過調節樹脂的粘度、抽吸用真空泵的壓力、以及樹脂和空氣的交替頻率中的至少一種，來實現在將樹脂和空氣交替的抽入模具內時，微帶天線預制件的中空度的調節。

本發明在真空輔助樹脂轉移成型法的基礎上進行改進，利用了三維織物結構具有垂直捆綁紗的特點，采用真空壓力下，使樹脂部分浸入三維織物的方法，得到高中空度的復合材料結構。而該結構即使在有很高的中空度的情況下依然能保持很好的力學性能和抗分層能力。從而獲得質量輕，力學性能好，增益性能高的優點復合材料天線。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

(1)本發明利用真空輔助轉移成型法，在保持樹脂均勻浸潤的基礎上，制備高增益復合材料天線。