[發明專利]碳纖維復合材料及其制備方法與應用該材料的雷達天線

有效

• 申請號: 201710170836.X
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN106976281B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 李成;丁飛
• 申請（專利權）人: 安徽四創電子股份有限公司
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;B32B5/02;B32B9/04;B32B5/26;B32B7/12;B32B7/08;B32B33/00;B32B37/12;B32B37/10;B32B37/06;H01Q1/36;H01Q1/42
• 代理公司: 34118 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 王挺;柯凱敏

本發明屬于雷達通信技術領域，具體涉及一種碳纖維復合材料及其制備方法與應用該材料的雷達天線。本碳纖維復合材料由環氧樹脂及高強度碳纖維組成；各組分重量和按100％計算，高強度碳纖維的重量百分比數為60％～70％，環氧樹脂的重量百分比數為30％～40％；高強度碳纖維為聚丙烯腈處理的連續長絲型碳纖維；其密度低而抗拉強度及屈服強度高。制備方法包括獲得預浸料、分層鋪貼以及保溫保壓步驟。本雷達天線包括箱體、饋電網絡、上骨架及下骨架，上骨架及下骨架的橫截面為頂窄底寬的梯形，上骨架與下骨架頂面之間間隙構成用于夾持和固定饋電網絡的安置區域。本雷達天線質地輕盈、便于維護、制造周期及制造成本更低。

技術領域

本發明屬于雷達通信技術領域，具體涉及一種碳纖維復合材料及其制備方法與應用該材料的雷達天線。

背景技術

多年來，機場場面的管理一直受到地面環境和天氣條件的共同影響。機場場面監視雷達系統是空中交通管理設施的一個重要組成部分,它具有較高的實時目標探測能力，能夠可靠、精確地探測到機場場面上飛機和機動車輛的移動狀況。在機場適當位置安裝場面監視雷達設備和監視設備，可使管制員在任何條件下都能知悉機場場面交通狀況，從而大大改善機場場面的管制條件和安全，提高地面運行效率。

目前的機場場面監視雷達系統主要采用雷達天線+轉臺的工作方式。工作模式的機場場面監視雷達系統的雷達天線的離地高度為20-30m，同時在轉臺作用下轉速甚至達到60r/min。一方面，達到上述離地高度的雷達天線在作轉動軸為鉛垂線的回轉動作時，常易發生“燈下黑”狀況；雷達天線離地高度越高，雷達天線與地面間所存在的照射盲區就越大，這顯然對機場場面的管制安全造成不利影響。另一方面，目前的雷達天線的箱體都采用鋁合金框架結構，其結構形式復雜、零部件數量較多、重量較重且尺寸較大，往往會對雷達天線的高速旋轉產生影響，進而使得雷達天線對觀測區域的掃描速度變慢。隨著空中流量的不斷增多,地面航空器和機動車輛的有效管理要求日益突出，只會對雷達的天線箱體的外形尺寸、重量、風載荷作用面積等技術指標要求愈加提高，傳統雷達天線的材質及結構已經難以滿足現代化機場監控的應用需求。

發明內容

本發明的其中一個目的為克服上述現有技術的不足，提供一種密度低、抗拉強度及屈服強度高的碳纖維復合材料及其制備方法；本發明的另一個目的則是利用上述碳纖維復合材料而制成雷達天線，并使該雷達天線具備質地輕盈、便于維護、制造周期及制造成本更低的優點，從而能有效滿足雷達天線工作時的高速旋轉需求。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種碳纖維復合材料，其特征在于：本復合材料由環氧樹脂及高強度碳纖維組成；各組分重量和按100％計算，高強度碳纖維的重量百分比數為60％～70％，環氧樹脂的重量百分比數為30％～40％；

其中，所述高強度碳纖維為聚丙烯腈處理的連續長絲型碳纖維；所述環氧樹脂中，潛伏性胺類固化劑占環氧樹脂總量的5～10％。

一種制作所述碳纖維復合材料的制備方法，包括以下步驟：

1)、按照上述各重量百分比數來稱取原料；

2)、采用干法成型工藝，獲得環氧樹脂制成的均勻含膠的預浸料；

2)、以一層預浸料層、一層高強度碳纖維層的方式，將預浸料與高強度碳纖維逐層鋪貼在模具型腔面上；

3)、將經步驟2)處理后的模具置入烘箱內，在120°溫度及0.1MPa壓力下保溫保壓2小時，獲得所述碳纖維復合材料。