CN103022687A

CN103022687A - Ka频段玻璃钢天线罩的制备方法

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Publication number: CN103022687A
Application number: CN2012105400707A
Authority: CN
Inventors: 李东伟; 李志君; 张志孝; 阎宏涛; 任升平; 张琳; 韦明俊
Original assignee: CETC 39 Research Institute
Current assignee: CETC 39 Research Institute
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2013-04-03

Abstract

本发明公开了一种Ka频段玻璃钢天线罩的制备方法，主要解决现有Ka频段天线罩使用角度局限性的问题，其主要实现步骤是：1)在玻璃钢阴模表面喷涂脱模剂；2)在玻璃钢阴模表面铺糊两层玻璃布形成前蒙皮；3)在前蒙皮上放置一层泡沫；4)在泡沫上铺糊四层玻璃布形成中蒙皮；5)在中蒙皮上放置一层泡沫；6)在泡沫上铺糊两层玻璃布形成后蒙皮；7)盖上玻璃钢阳模，采用真空袋抽真空，脱模，制备出C夹层结构的天线罩单元件；8)将各单元件连接在一起形成一个球状的天线罩。本发明制作的天线罩能够在各角度满足Ka频段天线的透波性能，同时还具有质量轻，强度高的优点。

Description

Ka频段玻璃钢天线罩的制备方法

技术领域

本发明属于天线防护领域，特别涉及玻璃钢天线罩的制备方法，在保证天线罩整体刚性、强度的基础上，对天线罩的透波性能进行优化，保障天线在Ka频段的使用。

背景技术

天线罩的作用是在天线周围形成一个封闭的空间，以保护雷达天线免受恶劣环境的直接作用。若天线系统能不受风、沙、雨、雪和冰雹的侵袭，这将极大改善天线设备的工作环境、提高天线面工作精度、降低天线驱动装置的设计功率、减少天线传动实际消耗的能源，避免气候与环境原因造成的雷达关机，从而保证雷达天线全天候工作的目的。同时天线罩还可以缓解因气温骤变、太阳辐射、潮湿、盐雾等对天线系统的影响，因此，将大大简化和减轻天线系统的日常维护与修理工作，延长使用寿命。

无论何种形式的天线罩都是天线前面的障碍物，对天线辐射波会产生吸收和反射，改变天线的自由空间能量分布，其中天线罩的插入损耗是衡量天线罩优劣的重要标准，如果插入损耗过大会使天线罩的透波性能大幅度衰减，从而影响天线的使用性能。

近年来，天线领域的高频化、多频化、高性能化发展很快，对与之配套的天线罩技术提出了更高的要求。例如Ka频段等高频天线罩对材料介电性能和电结构设计要求非常高，要求蒙皮材料、泡沫材料具有较小的介电常数和介质损耗角正切，并且对夹层结构、夹层厚度、胶的用量非常敏感，这对于大型ka频段天线罩而言很难实现。国内目前的大型地面Ka频段天线罩，都不能使天线罩整罩满足Ka频段的透波性能要求，只是在天线罩上开设一个透波窗口，天线只有对准透波窗口才能正常使用，从而使天线只能在一定的角度范围内满足使用性的要求。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种Ka频段玻璃钢天线罩的制备方法，以使Ka频段天线罩在各个角度都能满足天线的透波性能要求。

为实现上述目的，本发明包括如下步骤：

(1)分别在五边形玻璃钢阴模表面和六边形玻璃钢阴模表面喷涂脱模剂；

(2)在喷涂了脱模剂的玻璃钢阴模表面先铺糊两层0.10mm～0.15mm厚的无碱玻璃布，再放置第一层10mm～11mm厚的泡沫；

(3)在第一层泡沫表面铺糊四层0.08mm～0.16mm厚的无碱玻璃布，然后放置第二层10mm～11mm厚的泡沫；

(4)在第二层泡沫表面先铺糊两层0.09mm～0.14mm厚的无碱玻璃布，再盖上玻璃钢阳模，采用真空袋抽真空6小时后，脱模，得到C夹层结构的五边形单元件和六边形单元件；

(5)将12块五边形单元件和20块六边形单元件用不锈钢螺栓连接在一起形成一个球状的天线罩；

所述的无碱玻璃布，其介电常数ε=4.2；介质损耗角正切tgδ=0.015；抗拉强度=2000MPa；

所述的泡沫，其介电常数ε=1.02～1.16；介质损耗角正切tgδ=0.001～0.009；密度=50～70Kg/m³；

所述的环氧树脂胶，是由80～90质量份的的环氧树脂、10～20质量份的活性稀释剂和20～25质量份的固化剂配置而成。

本发明具有如下优点：

(1)由于选用了低损耗的蒙皮、芯层材料，同时选择合理夹层结构和夹层厚度，减少了雷达波透过天线罩时的相互干涉，降低了天线罩的插入损耗，使该天线罩能够在各个角度满足Ka频段天线的透波性能，同时解决了Ka频段天线的防雨、防风、防尘、防盐雾等问题，保障了Ka频段天线系统能够稳定运行，延长其使用寿命。

(2)本发明由于内外蒙皮均用高强度的玻璃布制成，且选用了低密度的泡沫材料，减少了天线罩的质量，提高了天线罩的强度。

附图说明

图1本发明天线罩的制作流程图；

图2本发明天线罩单元件C夹层结构示意图；

图3本发明制作的天线罩外形图。

具体实施方式

参照图1，本发明给出如下三种实施例：

实例1

步骤1，模具处理

用棉纱浸取少量丙酮对五边形和六边形模具进行清洗，待丙酮挥发完全后，分别在五边形玻璃钢阴模表面和六边形玻璃钢阴模表面喷涂脱模剂；

步骤2，玻璃布、泡沫的裁剪，环氧树脂胶的制备

(2a)玻璃布的裁剪

根据五边形模具的大小，分别裁剪0.10mm厚的玻璃布两块，0.08mm厚的玻璃布四块，0.09mm厚的玻璃布两块，该八块玻璃布的形状和大小与五边形模具相同。

根据六边形模具的大小，分别裁剪0.10mm厚的玻璃布两块，0.08mm厚的玻璃布四块，0.09mm厚的玻璃布两块，该八块玻璃布的形状和大小与六边形模具相同。

(2b)泡沫的裁剪

根据五边形模具的大小，裁剪10.0mm厚的聚氨酯泡沫两块，该两块泡沫的形状和大小与五边形模具的大小相同。

根据六边形模具的大小，裁剪10.0mm厚的聚氨酯泡沫两块，该两块泡沫的形状和大小与六边形模具的大小相同。

(2c)环氧树脂胶的制备

首先将80质量份的环氧树脂CYD-127，5质量份的660活性稀释剂加入到搅拌器中进行搅拌，然后再向其中加入20质量份的593环氧固化剂进行搅拌均匀，制备出环氧树脂胶。

步骤3天线罩单元件的制备

(3a)将裁剪好的0.10mm厚的无碱玻璃布平铺到喷涂了脱模剂的玻璃钢阴模表面，用刷子将环氧树脂胶刷到第一层无碱玻璃布表面，控制环氧树脂胶的用量，使其为第一层无碱玻璃布质量的80％；

(3b)在第一层无碱玻璃布上对齐放置第二层0.10mm厚的无碱玻璃布，并在第二层无碱玻璃布表面刷胶，胶的用量与步骤(3a)相同；

(3c)在第二层0.10mm厚的无碱玻璃布表面放置裁剪好的10.0mm厚的聚氨酯泡沫；

(3d)将裁剪好的0.08mm厚的无碱玻璃布平铺到聚氨酯泡沫表面，用刷子将环氧树脂胶刷到无碱玻璃布表面，控制环氧树脂胶的用量，使其为第一层0.08mm厚无碱玻璃布质量的80％；

(3e)重复步骤(3d)，直至在聚氨酯泡沫表面铺糊四层0.08mm厚的无碱玻璃布，各层玻璃布的用胶量均为第一层0.08mm厚无碱玻璃布质量的80％；

(3f)在第四层涂覆了环氧树脂胶的无碱玻璃布表面放置第二层10.0mm厚的聚氨酯泡沫；

(3g)将裁剪好的0.09mm厚的无碱玻璃布平铺到第二层聚氨酯泡沫表面，用刷子将环氧树脂胶刷到无碱玻璃布上，控制环氧树脂胶的用量，使其为第一层0.09mm厚无碱玻璃布质量的80％；

(3h)在第一层0.09mm厚的无碱玻璃布上对齐放置第二层0.09mm厚的无碱玻璃布，并在第二层无碱玻璃布表面刷胶，胶的用量与步骤(3g)相同；

(3i)盖上玻璃钢阳模，采用真空袋抽真空6小时后，脱模，得到C夹层结构的五边形单元件和六边形单元件，如图2所示，其中3为玻璃钢中间蒙皮，上方为泡沫上芯层2，下方为泡沫下芯层4，泡沫上芯层2的上方为玻璃钢前蒙皮1，泡沫下芯层4的下方为玻璃钢后蒙皮5，形成由玻璃钢前蒙皮-泡沫上芯层-玻璃钢中蒙皮-泡沫下芯层-玻璃钢后蒙皮组成的层间分布结构。

步骤4天线罩的制备

将12块五边形单元件和20块六边形单元件用不锈钢螺栓连接在一起形成一个球状的天线罩，如图3所示。

实例2

步骤一，模具处理，本步骤与实施例1的步骤1相同。

步骤二，玻璃布、泡沫的裁剪，环氧树脂胶的制备

2a)玻璃布的裁剪

根据五边形模具的大小，分别裁剪0.13mm厚的玻璃布两块，0.14mm厚的玻璃布四块，0.12mm厚的玻璃布两块，该八块玻璃布的形状和大小与五边形模具相同。

根据六边形模具的大小，分别裁剪0.13mm厚的玻璃布两块，0.14mm厚的玻璃布四块，0.12mm厚的玻璃布两块，该八块玻璃布的形状和大小与六边形模具相同。

2b)泡沫的裁剪

根据五边形模具的大小，裁剪10.5mm厚的交联聚氯乙烯泡沫两块，该两块泡沫的形状和大小与五边形模具的大小相同。

根据六边形模具的大小，裁剪10.5mm厚的交联聚氯乙烯泡沫两块，该两块泡沫的形状和大小与六边形模具的大小相同。

2c)环氧树脂胶的制备

首先将75质量份的环氧树脂CYD-127，15质量份的环氧树脂CER-170，7质量份的660活性稀释剂加入到搅拌器中进行搅拌；然后再向其中加入22质量份的593环氧固化剂和3质量份的间苯二胺进行搅拌均匀，制备出环氧树脂胶。

步骤三，天线罩单元件的制备

3a)将裁剪好的0.13mm厚的无碱玻璃布平铺到喷涂了脱模剂的玻璃钢阴模表面，用刷子将环氧树脂胶刷到第一层无碱玻璃布表面，控制环氧树脂胶的用量，使其为第一层无碱玻璃布质量的90％；

3b)在第一层无碱玻璃布上对齐放置第二层0.13mm厚的无碱玻璃布，并在第二层无碱玻璃布表面刷胶，胶的用量与步骤3a)相同；

3c)在第二层0.13mm厚的无碱玻璃布表面放置裁剪好的10.5mm厚的交联聚氯乙烯泡沫；

3d)将裁剪好的0.14mm厚的无碱玻璃布平铺到交联聚氯乙烯泡沫表面，用刷子将环氧树脂胶刷到无碱玻璃布上，控制环氧树脂胶的用量，使其为第一层0.14mm厚无碱玻璃布质量的90％；

3e)重复步骤3d)，直至在交联聚氯乙烯泡沫表面铺糊四层0.14mm厚的无碱玻璃布，各层玻璃布的用胶量均为第一层0.14mm厚无碱玻璃布质量的90％；

3f)在第四层涂覆了环氧树脂胶的无碱玻璃布表面放置第二层10.5mm厚的交联聚氯乙烯泡沫；

3g)将裁剪好的0.12mm厚的无碱玻璃布平铺到第二层交联聚氯乙烯泡沫表面，用刷子将环氧树脂胶刷到无碱玻璃布表面，控制环氧树脂胶的用量，使其为第一层0.12mm厚无碱玻璃布质量的90％；

3h)在第一层0.12mm厚的无碱玻璃布上对齐放置第二层0.12mm厚的无碱玻璃布，并在第二层无碱玻璃布表面刷胶，胶的用量与步骤3g)相同；

3i)盖上玻璃钢阳模，采用真空袋抽真空6小时后，脱模，得到C夹层结构的五边形单元件和六边形单元件。

步骤四，天线罩的制备，本步骤与实施例1的步骤4相同。

实例3

步骤A，模具处理，本步骤与实施例1的步骤1相同。

步骤B，玻璃布、泡沫的裁剪，环氧树脂胶的制备

(B1)玻璃布的裁剪

根据五边形模具的大小，分别裁剪0.15mm厚的玻璃布两块，0.16mm厚的玻璃布四块，0.14mm厚的玻璃布两块，该八块玻璃布的形状和大小与五边形模具相同。

根据六边形模具的大小，分别裁剪0.15mm厚的玻璃布两块，0.16mm厚的玻璃布四块，0.14mm厚的玻璃布两块，该八块玻璃布的形状和大小与六边形模具相同。

(B2)泡沫的裁剪

根据五边形模具的大小，裁剪11.0mm厚的交联聚氯乙烯泡沫泡沫两块，该两块泡沫的形状和大小与五边形模具的大小相同。

根据六边形模具的大小，裁剪11.0mm厚的交联聚氯乙烯泡沫泡沫两块，该两块泡沫的形状和大小与六边形模具的大小相同。

(B3)环氧树脂胶的制备

首先将85质量份的环氧树脂CER-170和10质量份的660活性稀释剂加入到搅拌器中进行搅拌，然后再向其中加入18质量份的593环氧固化剂，3质量份的二氨基二苯砜和2质量份的二氨基二苯甲烷进行搅拌均匀，制备出环氧树脂胶。

步骤C，天线罩单元件的制备

(C1)将裁剪好的0.15mm厚的无碱玻璃布平铺到喷涂了脱模剂的玻璃钢阴模上，用刷子将环氧树脂胶刷到第一层无碱玻璃布表面，控制环氧树脂胶的用量，使其为第一层无碱玻璃布质量的95％；

(C2)在第一层无碱玻璃布上对齐放置第二层0.15mm厚的无碱玻璃布，并在第二层无碱玻璃布表面刷胶，胶的用量与步骤(C1)相同；

(C3)在第二层0.15mm厚的无碱玻璃布表面放置裁剪好的11.0mm厚的交联聚氯乙烯泡沫；

(C4)将裁剪好的0.16mm厚的无碱玻璃布平铺到交联聚氯乙烯泡沫表面，用刷子将环氧树脂胶刷到无碱玻璃布上，控制环氧树脂胶的用量，使其为第一层0.16mm厚无碱玻璃布质量的95％；

(C5)重复步骤(C4)，直至在交联聚氯乙烯泡沫表面铺糊四层0.16mm厚的无碱玻璃布，各层玻璃布的用胶量均为第一层0.16mm厚无碱玻璃布质量的95％；

(C6)在第四层涂覆了环氧树脂胶的无碱玻璃布表面放置第二层11.0mm厚的交联聚氯乙烯泡沫；

(C7)将裁剪好的0.14mm厚的无碱玻璃布平铺到第二层交联聚氯乙烯泡沫表面，用刷子将环氧树脂胶刷到无碱玻璃布上，控制环氧树脂胶的用量，使其为第一层0.14mm厚无碱玻璃布质量的95％；

(C8)在第一层0.14mm厚的无碱玻璃布上对齐放置第二层0.14mm厚的无碱玻璃布，并在第二层无碱玻璃布表面刷胶，胶的用量与步骤(C7)相同；

(C9)盖上玻璃钢阳模，采用真空袋抽真空6小时后，脱模，得到C夹层结构的五边形单元件和六边形单元件。

步骤D，天线罩的制备，本步骤与实施例1的步骤4相同。

实测表明，用本发明制作的天线罩在频率为29.00～30.00GHz的雷达波穿过时各角度的传输损耗均小于1.2dB。

Claims

1.一种Ka频段玻璃钢天线罩的制备方法，包括如下步骤：

所述的无碱玻璃布，其介电常数ε=4.2；介质损耗角正切tgδ=0.015；抗拉强度＝2000MPa；

所述的泡沫，其介电常数ε=1.02～1.16；介质损耗角正切tgδ=0.001～0.009；密度=50～70Kg/m3；

2.根据权利要求1所述的Ka频段玻璃钢天线罩的制备方法，其中步骤(2)所述的在玻璃钢阴模表面铺糊两层0.10mm～0.15mm厚的无碱玻璃布，按如下步骤进行：

(2a)将第一层0.10mm～0.15mm厚的无碱玻璃布平铺到喷涂了脱模剂的玻璃钢阴模表面，将环氧树脂胶刷到第一层无碱玻璃布表面，使第一层无碱玻璃布被环氧树脂充分浸透；

(2b)将第二层0.10mm～0.15mm厚的无碱玻璃布平铺到第一层无碱玻璃布表面，将环氧树脂胶刷到第二层无碱玻璃布表面，使第二层无碱玻璃布被环氧树脂充分浸透。

3.根据权利要求1所述的Ka频段玻璃钢天线罩的制备方法，其中步骤(3)所述的在泡沫表面铺糊四层0.08mm～0.16mm厚的无碱玻璃布，按如下步骤进行：

(3a)将第一层0.08mm～0.16mm厚的无碱玻璃布平铺在第一层泡沫表面，将环氧树脂胶刷到第一层无碱玻璃布表面，使第一层无碱玻璃布被环氧树脂充分浸透；

(3b)将第二层0.08mm～0.16mm厚的无碱玻璃布平铺在第一层无碱玻璃布表面，将环氧树脂胶刷到第二层无碱玻璃布表面，使第二层无碱玻璃布被环氧树脂充分浸透；

(3c)重复步骤(3b)，直至在泡沫表面铺糊四层0.08mm～0.16mm厚的无碱玻璃布，在对各层的玻璃布刷胶时要保证其被环氧树脂充分浸透；

4.根据权利要求1所述的Ka频段玻璃钢天线罩的制备方法，其中步骤(4)所述的铺糊两层0.09mm～0.14mm厚的无碱玻璃布，按如下步骤进行：

(4a)将第一层0.09mm～0.14mm厚的无碱玻璃布平铺到第二层泡沫表面，将环氧树脂胶刷到第一层无碱玻璃布表面，使第一层无碱玻璃布被环氧树脂充分浸透；

(4b将第二层0.09mm～0.14mm厚的无碱玻璃布平铺到第一层无碱玻璃布表面，将环氧树脂胶刷到第二层无碱玻璃布表面，使第二层无碱玻璃布被环氧树脂充分浸透。

5.根据权利要求1所述的Ka频段玻璃钢天线罩的制备方法，其中步骤(4)所述的C夹层结构，是由玻璃钢前蒙皮-泡沫上芯层-玻璃钢中蒙皮-泡沫下芯层-玻璃钢后蒙皮组成的层间分布。

6.根据权利要求1所述的Ka频段玻璃钢天线罩的制备方法，其中所述的泡沫是聚氨酯泡沫、交联聚氯乙烯PVC泡沫中的任一种。

7.根据权利要求2或3或4所述的Ka频段玻璃钢天线罩的制备方法，其中所述的环氧树脂胶，是由80～90质量份的的环氧树脂、5～10质量份的660活性稀释剂和20～25质量份的固化剂配置而成。

8.根据权利要求2或3或4所述的Ka频段玻璃钢天线罩的制备方法，其中在对各层无碱玻璃布表面刷环氧树脂胶时，将各层环氧树脂胶的使用量控制在各层无碱玻璃布质量的80％～95％之间。

9.根据权利要求7所述的Ka频段玻璃钢天线罩的制备方法，其中所述的环氧树脂，为环氧树脂CYD-127和环氧树脂CER-170之中的一种或两种环氧树脂混合使用。

10.根据权利要求7所述的Ka频段玻璃钢天线罩的制备方法，其中所述的固化剂是593固化剂、二氨基二苯砜、二氨基二苯甲烷和间苯二胺中的任一种或者任几种。