[發(fā)明專利]一種超輕型混雜復合材料管狀天線及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811375108.3
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109462019B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設計）人: 朱永明;袁文峰;楊春霞;張彥;孫為民
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十四研究所
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;B32B1/08;B32B9/00;B32B9/04;B32B15/20;B32B33/00;B32B37/06;B32B37/10;B32B38/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高嬌陽

本發(fā)明公開了一種超輕型混雜復合材料管狀天線及其制造方法，其3層碳纖維織物?氰酸脂預浸料構成碳纖維織物?氰酸脂層，作為管狀天線的承力主材；在碳纖維織物?氰酸脂層外表面纏繞銅箔，再進行真空加壓，形成銅箔層；在銅箔層表面鋪貼石英玻纖?氰酸脂復合材料，形成石英玻纖?氰酸脂保護層，再進行纏帶固化、打磨拋光、形成超輕型混雜復合材料管，通過機械加工到電訊設計需求的不同長度組合；在超輕型混雜復合材料管外涂覆三防涂層。超輕型混雜復合材料管狀天線表面精度高，重量輕，可承受?55℃～85℃溫度循環(huán)沖擊50次以上，可耐酸性鹽霧試驗，耐環(huán)境性能優(yōu)異，比傳統(tǒng)的鋁合金天線減重60％以上，天線增益水平等同于鋁合金天線。

技術領域

本發(fā)明涉及一種管狀天線及其制造方法，尤其涉及一種超輕型混雜復合材料管狀天線及其制造方法。

背景技術

自雷達發(fā)明以來，管狀天線一直是使用最為廣泛的天線之一，八木天線、方框天線，蛛網(wǎng)天線等均使用管狀天線組合，是最具有悠久歷史的傳統(tǒng)天線。在雷達天線系統(tǒng)方面有著廣泛的應用。傳統(tǒng)管狀天線一般是由銅、鋁等金屬材料加工成基礎元件，再通過組合連接組裝成天線。隨著我國海軍戰(zhàn)略發(fā)生轉變，建立了建設海洋強國的戰(zhàn)略目標。機載電子裝備對雷達的重量有嚴格的限制，對管狀天線在滿足性能的同時要求最大限度實現(xiàn)輕量化，同時為了實現(xiàn)雷達性能提升，要求天線能承受高功率輻射引起的溫升。

碳纖維是一種含碳量高于90％的無機高性能纖維，與有機樹脂復合成的材料具有重量輕、強度高、剛度好等特點，碳纖維復合材料密度不到鋼的1/4，強度和模量均優(yōu)于鋼，特別適合于制造對重量要求苛刻的航天、航空結構件。目前碳纖維復合材料以廣泛用于制造雷達衛(wèi)星、軍用飛機承力框架、火箭發(fā)射筒等力學結構件，在軍用電子行業(yè)，碳纖維復合材料也用于制造機載雷達天線承力框架，球載雷達天線支撐等結構件，也用于制造高精度天線反射面，大型輕型喇叭天線等功能結構件。由于碳纖維復合材料本身導電性較差，作為天線使用，必須進行金屬化處理，達到天線電性能使用要求，我國有廣域的海洋面積，其所處環(huán)境較為惡劣，要求載機雷達天線具有優(yōu)異的耐酸性鹽霧大氣性能。2012年的《裝備制造技術》刊登了一篇關于大型喇叭狀碳纖維天線成型工藝研究的文章，其方法為使用陽模制造碳纖維喇叭天線，在內(nèi)部通過電鍍進行金屬化處理的方法，其不足之處是無法做到超薄壁厚，減重效果不明顯；但是采用碳纖維-氰酸脂樹脂+銅箔+石英纖維-氰酸脂組合一體成型超輕型混雜復合材料管狀天線還未見報道。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上問題，本發(fā)明提供了一種超輕型混雜復合材料管狀天線及其制造方法。本發(fā)明制造的管狀天線能滿足機載環(huán)境要求以及機載雷達系統(tǒng)對天線的重量及性能要求，組成八木天線陣，天線增益不小于使用鋁合金天線陣以及能耐受高功率微波輻射引起的溫升。

為了解決以上問題，本發(fā)明采用了如下技術方案：

一種超輕型混雜復合材料管狀天線，其特征在于：包括碳纖維織物和氰酸脂樹脂構成的碳纖維織物-氰酸脂復合材料層，包裹在碳纖維織物-氰酸脂復合材料層外的銅箔層，鋪貼在銅箔層外的石英玻纖-氰酸脂復合材料層，涂覆在石英玻纖-氰酸脂復合材料層外的三防涂層。

所述的超輕型混雜復合材料管狀天線整體的管壁厚0.5mm。所述的銅箔層的厚度為0.05mm，銅箔采用反轉銅箔(也稱為雙面毛面電解銅箔)，銅箔搭接寬度，3～5mm。所述的石英玻纖-氰酸脂復合材料層的厚度為0.1mm，接縫與銅箔接縫錯開180°，石英玻纖-氰酸脂層和碳纖維織物-氰酸脂層采用正交鋪層。

一種超輕型混雜復合材料管狀天線的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，承力層卷制預成型：3層碳纖維織物-氰酸脂預浸料構成碳纖維織物-氰酸脂層，作為管狀天線的承力主材；

步驟2，銅箔真空加壓預成型：在碳纖維織物-氰酸脂層外表面纏繞銅箔，再進行真空加壓，形成銅箔層，作為功能層；