CN106058459A - 一种Ku/Ka双频段高透波防弹天线罩及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种Ku/Ka双频段高透波防弹天线罩及其制造方法，该防弹天线罩由超高分子量聚乙烯单层压制成形，适用于防弹天线罩的整体制造。该发明实现了天线罩的双频段高透波性能，具有较好的防弹性能。

Description

一种Ku/Ka双频段高透波防弹天线罩及其制造方法
技术领域
本发明涉及双频段高透波防弹天线罩的制造技术领域，具体涉及一种Ku/Ka双频段高透波防弹天线罩及其制造方法，适用于防弹天线罩的整体制造。
背景技术
天线罩也称为雷达罩，其作用是保护天线和天线系统免受外界恶劣环境如风沙、雨雪、冰雹、盐雾、尘土、昆虫及低温和高温天气的损害，同时给天线系统提供类透明电磁窗口，通常是由天然或者人工合成复合材料制作成的物理隔离环境。随着常规武器的威胁等级逐步提高，常规的天线罩已无法满足战场的需求，天线罩的高频工作、防弹性能提高和重量轻量化的需求越来越迫切。
目前防弹所用材料按照原材料种类分为金属板防弹材料、陶瓷板防弹材料、高性能纤维材料和组合防弹材料等。结合天线罩透波的需求，高性能纤维复合板防弹材料成为唯一能满足性能要求材料。高性能纤维复合板防弹材料是采用一种或多种高性能纤维织物或其铺层，在一定的工艺条件下与树脂基体复合而制得的具有一定防弹性能的材料。高性能纤维具有优异的物理化学性能，如低密度、高的比强度和比模量、适当的断裂伸长率和良好的耐腐蚀性等。采用高性能纤维复合板材制成的防弹制品不仅质量轻、柔韧性好，而且可设计性强、成型工艺简单，主要应用于防弹衣和防弹头盔等软体防弹领域。文献1中报道中电科10所联合四川辉腾公司在国内首次制备出基于芳纶Ⅲ复合材料的防弹天线罩，具有极好的防护性能，同时还具有优异的电性能、机械性能、环境耐受性，能为系统提供全寿命周期的有效保护，以6.4mm厚的天线罩为例，其V50值达510m/s以上，L波段透波率达90％以上。文献2中报道海军空军大学的陈昕等将厚度为31mm的UHMWPE层合板作为夹芯结构的防弹层，在S波段的透波率大于97.8％，平均值达到了98.6％，能够防御某型反辐射导弹在15m处爆炸产生的破片冲击。
目前防弹天线罩常用于Ku频段以下，且只能在单一频段使用。此外，成品的防弹天线罩常用的材料为芳纶纤维，而超高分子量聚乙烯尚处于试验阶段，未有成品报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种Ku/Ka双频段高透波防弹天线罩及其制造方法，该天线罩重量轻、透波性能好，可在Ku/Ka双频段下工作，采用的加工方法精确高、效率高、成本低。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种Ku/Ka双频段高透波防弹天线罩，其特征在于：所述的防弹天线罩采用单层结构的超高分子量聚乙烯压制成形。
其中，所述防弹天线罩的透波面厚度为6-8mm。
如权利要求1所述的一种Ku/Ka双频段高透波防弹天线罩的制造方法，其特征在于包括步骤：
将超高分子量聚乙烯置于防弹天线罩的模具中；设定压制时的温度低于超高分子量聚乙烯熔点温度20℃至30℃，压力控制在0.5-16.5Mpa下，保温设定时间；冷却过程中保持施加的压力，直至低于60℃时，方可卸除压力。
其中，压制时的温度为120℃至130℃；保温时间为3-10小时。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
(1)采用超高分子量聚乙烯作为原材料制备防弹天线罩，其防弹性能优于目前常用的玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维。超高分子量聚乙烯纤维具有相对分子质量高、主链结合好、取向度和结晶度高等特点，其比强度是目前使用的纤维中最高的，而且具有强度高、密度小、模量高，能抗紫外线和耐化学物品腐蚀，以及耐低温、使用寿命长，并具有突出的抗冲击、抗切割韧性等优点，防弹性能超过芳纶纤维，分别是E玻璃纤维、芳纶和碳纤维的3、2.6和1.8倍。
(2)采用超高分子量聚乙烯作为原材料制备防弹天线罩，具有较高的透波性能，可实现Ku/Ka双频天线的透波。影响透波性能的关键参数是损耗角正切，其数值越小，透波性能越好。超高分子量聚乙烯的损耗角正切为0.001-0.004，比玻璃纤维和芳纶纤维都低，因此更好的实现了高透波性能。
(3)采用超高分子量聚乙烯作为原材料制备防弹天线罩，具有重量轻，大大降低了常规防弹材料的重量。超高分子量聚乙烯的密度为1.0-1.1g·cm-3，而玻璃纤维的密度为2.1-2.5g·cm-3，芳纶纤维密度为1.4-1.5g·cm-3。同等体积的制品，其密度可减重20％以上。
(4)与目前已有文献相比，本发明采用超高分子量聚乙烯制作天线罩，其防弹性能是芳纶纤维的2.6倍，制作的同厚度天线罩防护性能具有很大提高，大大减轻天线罩的重量。而且该天线罩采用单层结构，并在Ku/Ka双频段下工作，保持了双频段工作的高透波性能。
(5)采用热压罐成型工艺，成型工艺简单、技术成熟。常规防弹材料多为热塑性材料，多采用模压成型，制造模具成本高，花费较大。采用热压罐成型工艺可大大降低模具的加工成本。
附图说明
图1是本发明制备的天线罩的示意图。
具体实施方式
下面，结合图1和具体实施例对本发明作进一步说明。
一种Ku/Ka双频段高透波防弹天线罩，所述的防弹天线罩采用单层结构的超高分子量聚乙烯压制成形，所述防弹天线罩的透波面厚度为6-8mm。
以上Ku/Ka双频段高透波防弹天线罩的制造方法，其特征在于包括步骤：将超高分子量聚乙烯置于防弹天线罩的模具中；设定压制时的温度低于超高分子量聚乙烯熔点温度20℃至30℃，压力控制在0.5-16.5Mpa下，保温设定时间；冷却过程中保持施加的压力，直至低于60℃时，方可卸除压力。
实施例中，压制时的温度为120℃至130℃，具体可采用120℃，125℃或130℃；保温时间为3-10小时。

Claims (5)

1.一种Ku/Ka双频段高透波防弹天线罩，其特征在于：所述的防弹天线罩采用单层结构的超高分子量聚乙烯压制成形。
2.根据权利要求1所述的一种Ku/Ka双频段高透波防弹天线罩，其特征在于：所述防弹天线罩的透波面厚度为6-8mm。
3.如权利要求1所述的一种Ku/Ka双频段高透波防弹天线罩的制造方法，其特征在于包括步骤：
将超高分子量聚乙烯置于防弹天线罩的模具中；设定压制时的温度低于超高分子量聚乙烯熔点温度20℃至30℃，压力控制在0.5-16.5Mpa下，保温设定时间；冷却过程中保持施加的压力，直至低于60℃时，方可卸除压力。
4.根据权利要求3所述的一种Ku/Ka双频段高透波防弹天线罩的制造方法，其特征在于：压制时的温度为120℃至130℃。
5.根据权利要求3所述的一种Ku/Ka双频段高透波防弹天线罩的制造方法，其特征在于：保温时间为3-10小时。
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