CN103560329A - 双层振子双色副反射器制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种双层振子双色副反射器制造方法，通过制造模具、前后蒙皮成型、夹层结构成型、振子制备、振子阵列成型等步骤，实现了双层振子双色副反射器制造，这其中采用球墨铸铁分别铸造凹凸的前蒙皮模具和后蒙皮模具，在模具材料、结构形式、加工精度上保证了双色副反射器的质量；采用夹层结构作为副反射器的结构形式，以降低透过损耗，并通过在副反射器夹层结构正反面贴附振子形成振子阵列，实现了高频段双色副反射器的制造。

Description

双层振子双色副反射器制造方法

技术领域

本发明涉及双色副反射器制造技术领域，具体为一种双层振子双色副反射器制造方法。

背景技术

双频或多频共用是现代雷达天线工程中的新技术，它能简化设计、简化设备，提高性能。双色副反射器是该技术中的关键部件，在某些波段要求全反射，而在某些波段要求全透过。双频或多频复用天线在西方发达国家已进入了成熟应用阶段，并在资源卫星、通讯、军事通讯等领域迅速推广应用。八十年代中期，ESA首先开发了双色性天线反射器，设计制造了直径为1.1m的频率选择副反射器，它由金属振子列和透波材料构成。意大利为意大利为多频段天线设计制造的双色副反射器，直径为1m，工作在Ku和Ka频段。

目前国内对双频或多频复用天线研究不多，南京航空航天大学无人驾驶飞机研究所对毫米波/红外频率选择表面的双工性进行了研究。制成了平板开孔型金属FSS（频率选择面）屏。由于工作在高频段（S/Ka）的双色副反射器，尺寸精度提高，振子尺寸小，制造技术难度大，目前还没有成熟技术应用于高频段双色副反射器的制造上。

发明内容

要解决的技术问题

为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种双层振子双色副反射器制造方法，包括模具制造、振子制备、振子定位、铺层设计、铺覆工艺和固化工艺等方面。

技术方案

本发明的技术方案为：

所述一种双层振子双色副反射器制造方法，其特征在于：采用以下步骤：

步骤1：根据双色副反射器设计图纸，采用球墨铸铁铸造蒙皮模具，蒙皮模具包括前蒙皮模具和后蒙皮模具，其中前蒙皮模具采用凹型面模具，后蒙皮模具采用凸型面模具；蒙皮模具表面粗糙度Ra≤1.6mm，蒙皮模具在0.5Mpa压力下不漏气，模具型面精度≤0.05mm；

步骤2：在蒙皮模具上分别成型前蒙皮和后蒙皮，蒙皮材料采用中温固化环氧预浸料；打磨、清洗前蒙皮和后蒙皮的胶接面并晾干；在前蒙皮和后蒙皮的胶结面上粘贴胶膜；将前蒙皮固定在前蒙皮模具上，在前蒙皮上粘贴芳纶纸蜂窝以及预埋件，然后将后蒙皮粘贴在芳纶纸蜂窝上；再将前蒙皮模具封装、真空热压固化；最后将固化得到的副反射器夹层结构脱模修整；

步骤3：按照双色副反射器设计图纸，在副反射器夹层结构的正反表面分别加工定位孔，然后打磨、清洗副反射器夹层结构的正反表面并晾干；将振子粘贴在副反射器夹层结构的正反表面，形成振子阵列；

步骤4：在成型了振子阵列的副反射器夹层结构的正反表面湿法铺覆两层0.1mm厚的玻璃布；最后在双层振子双色副反射器表面喷涂三防漆。

有益效果

本发明采用球墨铸铁分别铸造凹凸的前蒙皮模具和后蒙皮模具，在模具材料、结构形式、加工精度上保证了双色副反射器的质量；采用夹层结构作为副反射器的结构形式，以降低透过损耗，并通过在副反射器夹层结构正反面贴附振子形成振子阵列，实现了高频段双色副反射器的制造。

附图说明

图1：前蒙皮模具结构示意图；

图2：后蒙皮模具结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本发明：

本实施例中制造双层振子双色副反射器的方法采用以下步骤：

步骤1：根据双色副反射器设计图纸，制造蒙皮模具。模具是复合材料成型的基础，模具材料、结构形式、加工精度等直接影响反射面的质量。由于成型过程中模具要承受从室温到150℃左右的温度变化。模体材料的热膨胀和冷收缩，必然会使制件产生一定的内应力。综合分析计算并借鉴以往模具热变形的经验，采用了球墨铸铁（QT600-3）制造模具，其线膨胀系数αl(20-200℃)约为9.0×10^-6/℃。蒙皮模具包括前蒙皮模具和后蒙皮模具，其中前蒙皮模具采用凹型面模具，后蒙皮模具采用凸型面模具，如图1和图2所示。蒙皮模具表面粗糙度Ra≤1.6mm，铸造时应减少砂眼的出现，以保证模具加工后的表面精度、表面粗糙度，不允许有贯穿性砂眼以保证模具的气密性，确保模具在0.5Mpa压力下不漏气。模具型面精度RMS（RootMean Square）≤0.05mm，这里蒙皮与模具相贴的面为下一步成型的副反射器夹层结构的外表面，即成型振子阵列的表面。

步骤2：在蒙皮模具上分别成型前蒙皮和后蒙皮，蒙皮材料采用航空材料研究院生产的中温固化环氧预浸料EW220/3234：首先对蒙皮模具进行预处理：包括清洗蒙皮模具、对蒙皮模具进行除油处理、以及在蒙皮模具上涂脱模剂；然后在蒙皮模具上刷涂J47B胶液或贴J47C胶膜，用蒙皮材料在蒙皮模具上铺覆前蒙皮和后蒙皮；再将前蒙皮模具和后蒙皮模具封装、真空热压固化；最后将前蒙皮和后蒙皮脱模修整。

成型前蒙皮和后蒙皮后，打磨、清洗前蒙皮和后蒙皮的胶接面并晾干；在前蒙皮和后蒙皮的胶结面上粘贴胶膜；将前蒙皮固定在前蒙皮模具上，在前蒙皮上粘贴芳纶纸蜂窝以及预埋件，然后将后蒙皮粘贴在芳纶纸蜂窝上；再将前蒙皮模具封装、真空热压固化；最后将固化得到的副反射器夹层结构脱模修整。本实施例中芳纶纸蜂窝采用中航复合材料有限责任公司生产的芳纶纸蜂窝。

步骤3：按照双色副反射器设计图纸，在副反射器夹层结构的正反表面分别加工定位孔，然后打磨、清洗副反射器夹层结构的正反表面并晾干；同时也按照双色副反射器设计图纸制造振子，振子根据设计可以是各种形状，如线性偶极子、交叉偶极子、三极单元、Jerusalem交叉单元、同心圆环、双方格、方格栅阵、金属网栅等；按照设计图纸阵列情况将振子粘贴在副反射器夹层结构的正反表面，形成振子阵列。

步骤4：在成型了振子阵列的副反射器夹层结构的正反表面湿法铺覆两层0.1mm厚的玻璃布；最后在双层振子双色副反射器表面喷涂三防漆。

Claims (1)

1.一种双层振子双色副反射器制造方法，其特征在于：采用以下步骤：

步骤1：根据双色副反射器设计图纸，采用球墨铸铁铸造蒙皮模具，蒙皮模具包括前蒙皮模具和后蒙皮模具，其中前蒙皮模具采用凹型面模具，后蒙皮模具采用凸型面模具；蒙皮模具表面粗糙度Ra≤1.6mm，蒙皮模具在0.5Mpa压力下不漏气，模具型面精度≤0.05mm；

步骤2：在蒙皮模具上分别成型前蒙皮和后蒙皮，蒙皮材料采用中温固化环氧预浸料；打磨、清洗前蒙皮和后蒙皮的胶接面并晾干；在前蒙皮和后蒙皮的胶结面上粘贴胶膜；将前蒙皮固定在前蒙皮模具上，在前蒙皮上粘贴芳纶纸蜂窝以及预埋件，然后将后蒙皮粘贴在芳纶纸蜂窝上；再将前蒙皮模具封装、真空热压固化；最后将固化得到的副反射器夹层结构脱模修整；

步骤3：按照双色副反射器设计图纸，在副反射器夹层结构的正反表面分别加工定位孔，然后打磨、清洗副反射器夹层结构的正反表面并晾干；将振子粘贴在副反射器夹层结构的正反表面，形成振子阵列；

步骤4：在成型了振子阵列的副反射器夹层结构的正反表面湿法铺覆两层0.1mm厚的玻璃布；最后在双层振子双色副反射器表面喷涂三防漆。

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