CN103682649A - 一种新型卫星天线以及用于新型卫星天线的复合材料 - Google Patents
一种新型卫星天线以及用于新型卫星天线的复合材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103682649A CN103682649A CN201310647989.0A CN201310647989A CN103682649A CN 103682649 A CN103682649 A CN 103682649A CN 201310647989 A CN201310647989 A CN 201310647989A CN 103682649 A CN103682649 A CN 103682649A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon fiber
- modified epoxy
- satellite antenna
- mounting flange
- horn body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
本发明提供了一种新型卫星天线，包括：喇叭体、安装法兰以及脊体，所述安装法兰连接在喇叭体的外部，所述脊体连接在喇叭体的内部，所述喇叭体、安装法兰以及脊体之间均采用纤维/聚合物基复合材料，并采用铺层成型方法一体成型。本发明同时提供了用于新型卫星天线的复合材料。本发明提供的新型卫星天线，其电性能达到或接近铝合金天线的技术指标，并能够承受振动、加速度、冲击、高低温循环、热真空等环境试验的技术指标，但是相比铝合金天线减重60％左右。
Description
技术领域
本发明涉及卫星天线技术领域，具体是一种新型卫星天线以及用于新型卫星天线的复合材料。
背景技术
卫星天线是卫星有效载荷结构部件，由于卫星设计中对重量减少的要求非常高，早期基本是铝合金、钛合金等轻金属结构。
复合材料具有质量轻、模量高、热膨胀系数低等特点，近年来在天线、微波器件方面得到了广泛的应用。近年来，随着碳纤维石墨化程度的提高，碳纤维导电性能也显著增加，高模量系列碳纤维在导电性能上基本接近金属的导电性能。所以，用高模量碳纤维制作复合材料天线是可以满足卫星天线电性能指标的。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种新型卫星天线以及用于新型卫星天线的复合材料。
本发明是通过一下技术方案实现的。
根据本发明的一个方面，提供了一种新型卫星天线，包括：喇叭体、安装法兰以及脊体，所述安装法兰连接在喇叭体的外部，所述脊体连接在喇叭体的内部，所述喇叭体、安装法兰以及脊体之间均采用纤维／聚合物基复合材料，并采用铺层成型方法一体成型。
优选地，纤维／聚合物基复合材料构成喇叭体的部分采用高模量系列碳纤维配上改性环氧树脂，所述高模量系列碳纤维配上改性环氧树脂构成导电层；纤维／聚合物基复合材料构成喇叭体、安装法兰以及脊体的部分采用高强系列碳纤维配上改性环氧树脂，所述高强系列碳纤维配上改性环氧树脂构成加强层，所述加强层包覆于导电层的外部。
优选地，所述碳纤维体积含量为40％～70％。
优选地，所述铺层成型方法具体为：分别将高模量系列碳纤维和高强系列碳纤维配上改性环氧树脂制成预浸料备用；将预浸料根据需要结构剪裁成一定的尺寸并进行铺层，其中，将高模量系列碳纤维／改性环氧树脂作为导电层，高强系列碳纤维／改性环氧树脂作为加强层；铺层后的制品经过热压罐固化、脱模、机加工，修整成为采用纤维／聚合物基复合材料的新型卫星天线。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于卫星天线的复合材料，所述复合材料采用高模量系列碳纤维配上改性环氧树脂，所述高模量系列碳纤维配上改性环氧树脂构成导电层；所述复合材料还采用高强系列碳纤维配上改性环氧树脂，所述高强系列碳纤维配上改性环氧树脂构成加强层，所述加强层包覆于导电层的外部。
优选地，所述碳纤维体积含量为40％～70％。
本发明提供的新型卫星天线，其电性能达到或接近铝合金天线的技术指标，并能够承受振动、加速度、冲击、高低温循环、热真空等环境试验的技术指标，但是相比铝合金天线减重60％左右。
本发明提供的新型卫星天线，包括喇叭体、安装法兰和脊体，其采用的复合材料采用纤维／聚合物基复合材料，其中纤维为碳纤维，聚合物为改性的环氧树脂。所述复合材料的纤维体积含量为40～70％。
本发明为了提高卫星天线的导电性能，在卫星天线内表面使用高模量系列碳纤维／改性环氧树脂作为导电层；为了满足复合材料卫星天线强度与刚度要求，选取高强系列碳纤维／改性环氧树脂作为导电层外的加强层。
本发明采用铺层成型方法。首先把按卫星天线使用要求设计的预浸料按照设计的纤维方向、铺层厚度等要求铺放到适当的成型模具上，再按照该复合材料体系的成型要求加热加压固化成型，即得所要求的结构尺寸的复合材料卫星天线。为了提高复合材料卫星天线的可靠性，整个卫星天线的喇叭体、安装法兰和脊体采用整体铺层连接。
本发明提供新型卫星天线进行了模拟空间环境试验，在试验中复合材料卫星天线无脱落，变形等现象，能够满足空间使用要求。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明复合材料卫星天线结构示意图；
图2为本发明复合材料的制作流程图；
图中：1为喇叭体，2为安装法兰。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种新型卫星天线，包括：喇叭体、安装法兰以及脊体，所述安装法兰连接在喇叭体的外部，所述脊体连接在喇叭体的内部，所述喇叭体、安装法兰以及脊体之间均采用纤维／聚合物基复合材料，并采用铺层成型方法一体成型。
进一步地，构成喇叭体的纤维／聚合物基复合材料采用高模量系列碳纤维配上改性环氧树脂，所述高模量系列碳纤维配上改性环氧树脂构成导电层；构成喇叭体、安装法兰以及脊体的纤维／聚合物基复合材料还采用高强系列碳纤维配上改性环氧树脂，所述高强系列碳纤维配上改性环氧树脂构成加强层，所述加强层包覆于导电层的外部。
进一步地，所述碳纤维体积含量为40％～70％。
进一步地，如图2所示，所述铺层成型方法具体为：分别将高模量系列碳纤维和高强系列碳纤维配上改性环氧树脂制成预浸料备用；将预浸料根据需要结构剪裁成一定的尺寸并进行铺层，其中，将高模量系列碳纤维／改性环氧树脂作为导电层，高强系列碳纤维／改性环氧树脂作为加强层；铺层后的制品经过热压罐固化、脱模、机加工，修整成为采用纤维／聚合物基复合材料的新型卫星天线。
实施例2
本实施例提供了一种用于卫星天线的复合材料，所述复合材料采用高模量系列碳纤维配上改性环氧树脂，所述高模量系列碳纤维配上改性环氧树脂构成导电层；所述复合材料还采用高强系列碳纤维配上改性环氧树脂，所述高强系列碳纤维配上改性环氧树脂构成加强层，所述加强层包覆于导电层的外部。
进一步地，所述碳纤维体积含量为40％～70％。
上述两个实施例中的复合材料，采用高模量系列碳纤维／改性环氧树脂作为天线内部导电层；采用高强系列碳纤维／改性环氧树脂作为导电层外的加强层，以满足卫星天线的使用功能，提高卫星天线的拉伸强度和模量，并减轻卫星天线的重量。
实施例1提供的新型卫星天线，包括喇叭体、安装法兰和脊体，为了提高卫星天线的可靠性，喇叭体、安装法兰和脊体采用一体化设计技术，整体一次成型。
具体为：
材料设计：喇叭体的导电层采用高模量系列碳纤维／改性环氧树脂；安装法兰、脊体和喇叭体中的加强层采用高强系列碳纤维／改性环氧树脂。卫星天线的三部分采用整体铺层成型，保证天线的可靠性。
制造方法：首先根据产品结构设计专有模具，然后分别将高模量系列碳纤维和高强系列碳纤维配上改性环氧树脂制成预浸料备用。将预浸料根据模具设计的结构剪裁成一定的尺寸并进行铺层，铺层时需注意导电层采用高模量系列碳纤维／改性环氧树脂，加强层采用高强系列碳纤维／改性环氧树脂。铺层后的制品经过热压罐固化，脱模、机加工，修整制品后即可制得如图1所示的复合材料卫星天线。
结果：产品外观良好；复合材料卫星天线的电磁波反射和接受能力同铝合金卫星天线相当，能够满足卫星天线的使用要求；复合材料卫星天线的拉伸强度和拉伸模量均远远高于铝合金卫星天线，比铝合金卫星天线减重60％左右。
与现有的铝合金卫星天线相比，实施例1提供的新型卫星天线具有重量轻，拉伸强度与模量高等优点。铝合金与复合材料卫星天线机械性能重量性能对比详见表1。
表1
所述制品刚度为：制品每厘米宽度的刚度。
实施例1提供的新型卫星天线与铝合金卫星天线的电磁波反射和接受能力相当，可以满足卫星天线的使用要求。铝合金与复合材料卫星天线增益对比表详见表2。
表2
所述E(E-plan)为标准天线的水平面；
所述H(H-plan)为标准天线的垂直面。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (6)
1.一种新型卫星天线，包括：喇叭体、安装法兰以及脊体，其特征在于，所述安装法兰连接在喇叭体的外部，所述脊体连接在喇叭体的内部，所述喇叭体、安装法兰以及脊体采用纤维／聚合物基复合材料以铺层成型方法一体成型。
2.根据权利要求1所述的新型卫星天线，其特征在于，纤维／聚合物基复合材料构成喇叭体的部分采用高模量系列碳纤维配上改性环氧树脂，所述高模量系列碳纤维配上改性环氧树脂构成导电层；纤维／聚合物基复合材料构成喇叭体、安装法兰以及脊体的部分采用高强系列碳纤维配上改性环氧树脂，所述高强系列碳纤维配上改性环氧树脂构成加强层，所述加强层包覆于导电层的外部。
3.根据权利要求2所述的新型卫星天线，其特征在于，所述碳纤维体积含量为40％～70％。
4.根据权利要求1所述的新型卫星天线，其特征在于，所述铺层成型方法具体为：分别将高模量系列碳纤维和高强系列碳纤维配上改性环氧树脂制成预浸料备用；将预浸料根据需要结构剪裁成一定的尺寸并进行铺层，其中，将高模量系列碳纤维／改性环氧树脂作为导电层，高强系列碳纤维／改性环氧树脂作为加强层；铺层后的制品经过热压罐固化、脱模、机加工，修整成为采用纤维／聚合物基复合材料的新型卫星天线。
5.一种用于权利要求1至4中任一项所述的新型卫星天线的复合材料，其特征在于，所述复合材料采用高模量系列碳纤维配上改性环氧树脂，所述高模量系列碳纤维配上改性环氧树脂构成导电层；所述复合材料还采用高强系列碳纤维配上改性环氧树脂，所述高强系列碳纤维配上改性环氧树脂构成加强层，所述加强层包覆于导电层的外部。
6.根据权利要求5所述的复合材料，其特征在于，所述碳纤维体积含量为40％～70％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310647989.0A CN103682649A (zh) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | 一种新型卫星天线以及用于新型卫星天线的复合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310647989.0A CN103682649A (zh) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | 一种新型卫星天线以及用于新型卫星天线的复合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103682649A true CN103682649A (zh) | 2014-03-26 |
Family
ID=50319411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310647989.0A Pending CN103682649A (zh) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | 一种新型卫星天线以及用于新型卫星天线的复合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103682649A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106374231A (zh) * | 2016-10-19 | 2017-02-01 | 京航泰（北京）科技有限公司 | 一种四脊喇叭天线及加工方法 |
| CN106584550A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-04-26 | 上海复合材料科技有限公司 | 一种卫星大型复合材料构件在线测量、修整系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4182495A (en) * | 1978-12-04 | 1980-01-08 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Graphite or carbon fiber composite structure, low temperature cure |
| CN2490710Y (zh) * | 2001-06-21 | 2002-05-08 | 中国航空工业第六○七研究所 | 一种用于宽带双极化脊椎喇叭天线的输入接口器件 |
| CN102447156A (zh) * | 2010-10-13 | 2012-05-09 | 中国科学院电子学研究所 | 伞式可展开网状天线 |
-
2013
- 2013-12-04 CN CN201310647989.0A patent/CN103682649A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4182495A (en) * | 1978-12-04 | 1980-01-08 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Graphite or carbon fiber composite structure, low temperature cure |
| CN2490710Y (zh) * | 2001-06-21 | 2002-05-08 | 中国航空工业第六○七研究所 | 一种用于宽带双极化脊椎喇叭天线的输入接口器件 |
| CN102447156A (zh) * | 2010-10-13 | 2012-05-09 | 中国科学院电子学研究所 | 伞式可展开网状天线 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王建昌等: "碳纤维复合材料卫星天线的研制", 《纤维复合材料》, 31 March 2007 (2007-03-31), pages 18 - 20 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106374231A (zh) * | 2016-10-19 | 2017-02-01 | 京航泰（北京）科技有限公司 | 一种四脊喇叭天线及加工方法 |
| CN106584550A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-04-26 | 上海复合材料科技有限公司 | 一种卫星大型复合材料构件在线测量、修整系统 |
| CN106584550B (zh) * | 2016-12-02 | 2018-05-08 | 上海复合材料科技有限公司 | 一种卫星大型复合材料构件在线测量、修整系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mangalgiri | Composite materials for aerospace applications | |
| CN103213287B (zh) | 复合材料弹翼的制备方法 | |
| CN104325757A (zh) | 一种碳纤维增强环氧树脂夹芯复合材料及其制备方法和用途 | |
| CN106079474A (zh) | 一种舰船复合材料螺旋桨叶片预成型体及其制备方法 | |
| CN104385627A (zh) | 带有抗雷击表面功能层的先进树脂基复合材料及制备方法 | |
| CN205264856U (zh) | 一种航空天线 | |
| CN111470068B (zh) | 一种用于飞行器上的格栅罩体结构及其制备方法 | |
| CN105552567A (zh) | 天线反射面及其制备方法 | |
| KR20190111950A (ko) | 프리폼 요소, 그리고 이것을 이용한 프리폼 및 그의 제조 방법 | |
| CN102229267B (zh) | 混杂纤维增强树脂基夹层结构的吸波材料及其制备方法 | |
| CN104425879B (zh) | 共形天线、制造共形天线的方法及材料 | |
| CN103972437A (zh) | 一种电动汽车的电池箱及其制作方法 | |
| CN109514947A (zh) | 方舱舱板及其制备方法 | |
| CN103682649A (zh) | 一种新型卫星天线以及用于新型卫星天线的复合材料 | |
| CN106739009A (zh) | 一种整体成型蜂窝状立体织物复合材料及其制备方法 | |
| KR20180107886A (ko) | 전기자동차의 배터리 케이스 성형용 rtm 복합 금형장치 및 그를 이용한 전기자동차의 배터리 케이스 성형방법 | |
| CN108384234B (zh) | 一种透波复合材料及其制备方法 | |
| CN107337899B (zh) | 一种复合功能预浸料及其制备方法 | |
| CN113211883A (zh) | 一种泡沫填充芳纶纸蜂窝吸波结构及其制备方法 | |
| JP2014531345A5 (zh) | ||
| CN111452442A (zh) | 热塑性轻质复合材料板材、制作方法及其相应的产品 | |
| CN105313345A (zh) | 用于飞机主/次承力构件的热塑性复合材料产品的制造技术 | |
| CN105856492A (zh) | 一种金属表层附着塑料膜层的工艺 | |
| An et al. | Strength analysis of the lightweight-designed power battery boxes in electric vehicle | |
| CN109263089B (zh) | 一种通过纤维增强树脂拉挤工艺制备夹芯型材的方法及所得型材 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140326 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |