CN106340715B - 天线装置及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种天线装置及其制作方法。该天线装置包括主体纤维复合材料层，包括导电纤维复合材料层；以及芯材层，密封设置于主体纤维复合材料层中。由于上述天线装置中的主体纤维复合材料层包括导电纤维复合材料层，即利用了导电纤维复合材料层进行铺层，从而省去了传统技术中的金属化步骤，进而有效地缓解了在制备工艺中存在的金属涂层涂刷不均匀以及电镀后涂层易脱落的问题；同时由于导电纤维复合材料层具有很高的强度，从而也保证了天线装置能够具备较高的机械强度；并且上述天线装置具有很高的机械强度和很轻的重量。

Description

天线装置及其制作方法

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体而言，涉及一种天线装置及其制作方法。

背景技术

天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介中传播的电磁波，或者进行相反的变换，是在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。天线应用于众多的领域中，其中飞机天线就是一种飞机上用来辐射和接收无线电波的装置，其原理就使发射天线将振荡器送来的交流电磁能变为向一定空间传播的电磁波能量，且飞机天线需要具有体积小、重量轻和强度高的特点。

现有技术中常见的一种航天航空用天线包括有一个介质层和附在介质层表面的金属涂层，并在天线上安装馈线和匹配电路，其中介质层的材料可以为很多种，例如复合材料等等。然而，由于复合材料天线通常需要通过涂刷金属浆料或者电镀的方式进行金属化，此工艺存在涂刷不均匀以及电镀后涂层易脱落的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种天线装置及其制作方法，以解决现有天线装置的制备工艺中存在的金属涂层涂刷不均匀以及电镀后涂层易脱落的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种天线装置，包括：主体纤维复合材料层，包括导电纤维复合材料层；以及芯材层，密封设置于主体纤维复合材料层中。

进一步地，主体纤维复合材料层还包括与导电纤维复合材料层的四周相连的绝缘纤维复合材料层，且主体纤维复合材料层与芯材层之间还设置有胶粘层。

进一步地，主体纤维复合材料层包括第一材料层和第二材料层，且由第一材料层和第二材料层连接形成的连线平行于天线装置的延伸方向。

进一步地，芯材层夹设在第一材料层和第二材料层之间。

进一步地，芯材层包括结构泡沫材料。

进一步地，芯材层由选自聚甲基丙烯酰亚胺、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、苯乙烯丙烯腈中的任一种或多种制成。

进一步地，第一材料层和第二材料层均由导电纤维复合材料层和绝缘纤维复合材料层组成。

进一步地，第一材料层和第二材料层中的导电纤维复合材料层均沿第一方向位于两段绝缘纤维复合材料层之间，该两段绝缘纤维复合材料层沿该第一方向的尺寸不等，且第一材料层中的导电纤维复合材料层与第二材料层中的两段导电纤维复合材料层对齐排列且相互叠加，第一材料层中的两段绝缘纤维复合材料层与第二材料层中的两段绝缘纤维复合材料层对齐排列且相互叠加。

进一步地，主体纤维复合材料层具有与外部设备连接的连接部，外部设备对连接部的内部产生平行于连接部的表面的作用力，且天线装置还包括设置于连接部和芯材层之间的附加纤维复合材料层，附加纤维复合材料层的原料为预浸料单向带，附加纤维复合材料层中纤维的编织方向与作用力的方向垂直。

进一步地，导电纤维复合材料层为碳纤维复合材料；和/或绝缘纤维复合材料层为石英纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、芳纶纤维复合材料、高分子聚乙烯纤维复合材料中的一种或者多种。

根据本发明的另一方面，提供了天线装置的制作方法，制作方法包括：制备芯材层；在模具的内表面上铺设主体纤维预浸料层，且主体纤维预浸料层由导电纤维预浸料层和与导电纤维预浸料层的四周相连的绝缘纤维预浸料层组成；将模具的侧边连接以使主体纤维预浸料层包裹芯材层；进行固化处理以使导电纤维预浸料层固化形成导电纤维复合材料层，并使绝缘纤维预浸料层形成绝缘纤维复合材料层。

进一步地，在模具的内表面上铺设主体纤维预浸料层的步骤包括：提供由第一分模具和与第一分模具对称设置的第二分模具组成的模具；在第一分模具中铺设第一导电预浸料层，对第一导电预浸料层进行切割，并在剩余的第一导电预浸料层的四周铺设第一绝缘预浸料层，剩余的第一导电预浸料层和第一绝缘预浸料构成第一纤维预浸料层；在第二分模具中铺设第二导电预浸料层，按照第一导电预浸料层的位置与大小对第二导电预浸料层进行切割，并在剩余的第二导电预浸料层的四周铺设第二绝缘预浸料层，剩余的第二导电预浸料层和第二绝缘预浸料层构成第二纤维预浸料层，且第一纤维预浸料层和第二纤维预浸料层构成主体纤维预浸料层。

进一步地，其特征在于，在模具的内表面上铺设主体纤维预浸料层的步骤之前，在筒型模具的内表面涂覆脱模剂并进行烘干处理。

进一步地，烘干处理的温度为15～125℃，烘干时间不小于30min。

进一步地，在模具的内表面上铺设主体纤维预浸料层的步骤之后，制作方法还包括在主体纤维预浸料层上涂覆胶膜的步骤。

进一步地，在主体纤维预浸料层上涂覆胶膜的步骤之后，对覆盖有胶膜的主体纤维预浸料层进行抽真空处理，抽真空处理的时间为10～20min。

进一步地，将第一分模具和第二分模具合模以使主体纤维预浸料层包裹芯材层；形成主体纤维复合材料层之后，将主体纤维复合材料层和芯材层脱离模具。

进一步地，在固化处理的步骤中，固化处理的温度为100～200℃，固化时间为120～180min。

进一步地，导电纤维预浸料层由包括环氧树脂和碳纤维的浸渍复合物组成。

进一步地，在制备芯材层的步骤中，采用包括结构泡沫材料的原料制备芯材层。

应用本发明的技术方案，本发明提供了一种天线装置，由于上述天线装置中的主体纤维复合材料层包括导电纤维复合材料层，即利用了导电纤维复合材料层进行铺层，从而省去了传统技术中的金属化步骤，进而有效地缓解了在制备工艺中存在的金属涂层涂刷不均匀以及电镀后涂层易脱落的问题；同时由于导电纤维复合材料层具有很高的强度，从而也保证了天线装置能够具备较高的机械强度；并且，由于本发明的天线装置具有夹层结构，从而使夹层中的各层材料具有合适的比重，进而使包括纤维复合材料层和芯材层的天线装置具有很高的机械强度和很轻的重量。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明实施方式所提供的天线装置的剖面结构示意图；

图2示出了本发明实施方式所提供的天线装置的制作方法的流程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中由于复合材料天线装置通常需要通过涂刷金属浆料或者电镀的方式进行金属化，此工艺存在涂刷不均匀以及电镀后涂层易脱落的问题。本申请的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种天线装置，如图1所示，该天线装置包括：主体纤维复合材料层10，包括导电纤维复合材料层110；以及芯材层20，密封设置于主体纤维复合材料层10中。本发明的上述天线装置可以应用于航天技术领域中。

上述天线装置中由于主体纤维复合材料层包括导电纤维复合材料层，即利用了导电纤维复合材料层进行铺层，从而省去了传统技术中的金属化步骤，进而有效地缓解了在制备工艺中存在的金属涂层涂刷不均匀以及电镀后涂层易脱落的问题；同时由于导电纤维复合材料层具有很高的强度，从而也保证了天线装置能够具备较高的机械强度并且，由于本发明的天线装置具有夹层结构，从而使夹层中的各层材料具有合适的比重，进而使包括纤维复合材料层和芯材层的天线装置具有很高的机械强度和很轻的重量。

在本申请上述的天线装置中，优选地，芯材层20包括结构泡沫材料。由于芯材层20包括结构泡沫材料，结构泡沫材料具有优良的比刚度和比强度，压缩、拉伸、剪裁和弯曲性能极佳，且重量很轻，从而使包括主体纤维复合材料层10和芯材层20的天线装置具有很高的机械强度和很轻的重量。

在本申请上述的天线装置中，优选地，主体纤维复合材料层10还包括与导电纤维复合材料层110的四周相连的绝缘纤维复合材料层120。更为优选地，第一材料层和第二材料层中的导电纤维复合材料层110均沿第一方向位于两段绝缘纤维复合材料层120之间，该两段绝缘纤维复合材料层120沿该第一方向的尺寸不等，且第一材料层中的导电纤维复合材料层110与第二材料层中的两段导电纤维复合材料层110对齐排列且相互叠加，第一材料层中的两段绝缘纤维复合材料层120与第二材料层中的两段绝缘纤维复合材料层120对齐排列且相互叠加。采用具有上述优选结构的主体纤维复合材料层能够使制备主体纤维复合材料层的方法更为简单，并且，由于主体纤维复合材料层中的导电纤维复合材料层110是对称设置的，从而使导电纤维复合材料层110能够更为有效地代替金属涂层，实现良好的导电作用。

在本申请上述的天线装置中，优选地，主体纤维复合材料层10与芯材层20之间还设置有胶粘层。形成胶粘层的材料可以为现有技术中常见的胶黏剂，如热塑型胶黏剂、热固型胶黏剂、合成橡胶型胶黏剂和橡胶树脂剂。上述胶粘层使主体纤维复合材料层10与芯材层20之间具有更牢固的连接性。

在本申请上述的天线装置中，优选地，主体纤维复合材料层10包括第一材料层和第二材料层，且由第一材料层和第二材料层连接形成的连线平行于天线装置的延伸方向。即上述天线装置的结构包括由上之下依次为第一材料层、芯材层20和第二材料层。更为优选地，上述第一材料层和第二材料层可以具有相同的厚度，从而使形成的天线装置为对称结构，进一步提高了天线装置的机械强度。

在本申请上述的天线装置中，主体纤维复合材料层10具有与外部设备连接的连接部，外部设备对连接部的内部产生平行于连接部的表面的作用力，优选地，天线装置还包括设置于连接部和芯材层20之间的附加纤维复合材料层，附加纤维复合材料层的原料为预浸料单向带，附加纤维复合材料层中纤维的编织方向与作用力的方向垂直。当附加纤维复合材料层中纤维的编织方向正好与外部设备对天线装置的作用力方向垂直时，附加纤维复合材料层能够最大幅度的减少外部设备对天线装置的作用力。并且，优选地，附加纤维复合材料层覆盖于芯材层20的局部区域；芯材层20密封设置于主体纤维复合材料层10中，且芯材层20的周缘被主体纤维复合材料层10覆盖。

在本申请上述的天线装置中，预浸料单向带的材料可以根据现有技术进行选择，优选地，预浸料单向带为包括树脂和纤维体的浸渍复合物，且纤维体为麻纤维、玻璃纤维、丙纶、芳纶和玄武岩纤维中的任一种或多种。由于上述材料制备而成的预浸料单向带均具有很高的机械强度，从而使利用预浸料单向带形成的附加纤维复合材料层也具有很高的机械强度，进而在主体纤维复合材料层10上设置附加纤维复合材料层能够有效地减少外部设备对天线装置的作用力。

在本申请上述的天线装置中，主体纤维复合材料层10的材料可以根据现有技术进行设定。优选地，主体纤维复合材料层10由预浸料层叠并固化后形成，其中导电纤维复合材料层110为碳纤维复合材料，绝缘纤维复合材料层120的原料为树脂和纤维体的浸渍复合物，其中树脂为环氧树脂或氰酸酯，纤维为石英纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或高分子聚乙烯纤维。由于碳纤维具有导电特性，从而能够利用由碳纤维形成的导电纤维复合材料层110来替代金属涂层，进而使天线装置具有更高的机械强度，并且由于能够省去金属涂层的制备工艺，从而起到了缩减工序、节约成本以及提高天线装置质量的作用。

在本申请上述的天线装置中，芯材层20可以由选自聚甲基丙烯酰亚胺、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、苯乙烯丙烯腈中的任一种或多种制成。优选地，芯材层20由聚甲基丙烯酰亚胺组成，聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)为一种轻质、闭孔的硬质泡沫塑料，具有良好的力学性能、热变形温度和化学稳定性，与其他树脂的相容性好，机械加工容易，且热成型容易。进而使包括导电纤维复合材料层110、绝缘纤维复合材料层120和芯材层20的天线装置具有很高的机械强度和很轻的重量。

根据本发明的另一方面，提供了一种天线装置的制备方法，如图2所示。该制备方法包括以下步骤：制备芯材层20；在模具的内表面上铺设主体纤维预浸料层，且主体纤维预浸料层由导电纤维预浸料层和与导电纤维预浸料层的四周相连的绝缘纤维预浸料层组成；将模具的侧边连接以使主体纤维预浸料层包裹芯材层；进行固化处理以使导电纤维预浸料层固化形成导电纤维复合材料层110，并使绝缘纤维预浸料层形成绝缘纤维复合材料层120。

上述制备方法中由于利用导电纤维复合材料层来形成天线装置的主体纤维复合材料层，即利用导电纤维复合材料层进行铺层，从而省去了传统技术中的金属化步骤，进而有效地缓解了在制备工艺中存在的金属涂层涂刷不均匀以及电镀后涂层易脱落的问题；同时由于导电纤维复合材料层具有很高的强度，从而也保证了天线装置能够具备较高的机械强度；并且，由于本发明的天线装置具有夹层结构，从而使夹层中的各层材料具有合适的比重，进而使包括纤维复合材料层和芯材层的天线装置具有很高的机械强度和很轻的重量。

下面将结合图1更详细地描述根据本发明提供的天线装置的制备方法的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。

首先，制备芯材层20。优选地，在制备芯材层20的步骤中，采用包括结构泡沫材料的原料制备芯材层20。上述制备方法中由于采用包括结构泡沫材料的原料制备芯材层20，结构泡沫材料具有优良的比刚度和比强度，压缩、拉伸、剪裁和弯曲性能极佳，且重量很轻，从而使后续形成的包括纤维复合材料层10和芯材层20的天线装置具有很高的机械强度和很轻的重量。

在一种优选的实施方式中，利用模具加工形成所需形状和尺寸的芯材层20。更为优选地，在形成芯材层20后将芯材层20进行烘烤处理，烘烤温度可以为105～125℃，烘烤时间为1～5h。通过烘烤处理可以将芯材层20中多余的水汽去除掉，从而降低了芯材层20的重量。

在上述优选的实施方式中，组成芯材层20的结构泡沫材料可以为聚甲基丙烯酰亚胺，聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)为一种轻质、闭孔的硬质泡沫塑料，具有良好的力学性能、热变形温度和化学稳定性，与其他树脂的相容性好，机械加工容易，且热成型容易，进而使包括芯材层20的天线装置具有很高的机械强度和很轻的重量。

在完成制备芯材层20，芯材层20包括结构泡沫材料的步骤之后，在模具的内表面上铺设主体纤维预浸料层。

在模具的内表面上铺设主体纤维预浸料层的步骤可以有很多种，在一种优选的实施方式中，在模具的内表面上铺设主体纤维预浸料层的步骤包括：提供由第一分模具和与第一分模具对称设置的第二分模具组成的模具；在第一分模具中铺设第一导电预浸料层，对第一导电预浸料层进行切割，并在剩余的第一导电预浸料层的四周铺设第一绝缘预浸料层，剩余的第一导电预浸料层和第一绝缘预浸料层构成第一纤维预浸料层；在第二分模具中铺设第二导电预浸料层，按照第一导电预浸料层的位置与大小对第二导电预浸料层进行切割，并在剩余的第二导电预浸料层的四周铺设第二绝缘预浸料层，剩余的第二导电预浸料层和第二绝缘预浸料层构成第二纤维预浸料层，且第一纤维预浸料层和第二纤维预浸料层构成主体纤维预浸料层。上述优选的实施方式仅利用由两个分模具形成的模具即可形成上述主体纤维预浸料层，进而形成本申请所需的天线装置。

在上述优选的实施方式中，由于主体纤维复合材料层具有导电纤维复合材料层，从而可以利用导电纤维复合材料层来替代金属涂层，不仅能够使天线装置具有更高的机械强度，还省去了金属涂层的制备工艺，进而起到了缩减工序、节约成本以及提高天线装置质量的作用。

在模具的表面上铺设主体纤维预浸料层的步骤之前，优选地，在模具的内表面涂覆脱模剂并进行烘干处理。脱模剂使在后续工艺中形成的天线装置更容易地从模具中脱离出来。在模具中刷涂脱模剂时，模具的表面温度应不低于15℃，若为首次涂覆脱模剂，优选地在模具表面连续涂覆完整的三层脱模剂，且每一层与前一层涂覆方向垂直，每涂完一层可以进行至少15min的干燥处理，当最终涂覆完成后，将脱模剂进行烘干处理，烘干处理的温度可以为15～125℃，此时烘干时间应不小于30min。在上述优选的工艺参数范围内脱模剂能够起到更好的分离效果。

更为优选地，导电纤维预浸料层和绝缘纤维预浸料层可以为层叠设置的多层纤维预浸料，层叠设置的多层预浸料能够使主体纤维预浸料层具有更大的强度。其中，形成预浸料的方法可以包括以下步骤：为将环氧树脂进行热熔以形成胶液，将纤维体和胶液进行浸渍处理以形成预浸料。该纤维体的材料可以根据现有技术进行选择，在一种优选的实施方式中，纤维体为纤维束或纤维织物，且纤维体为麻纤维、碳纤维、玻璃纤维、丙纶、芳纶和玄武岩纤维中的任一种或多种。更为优选地，纤维体为平纹石英纤维布或单向石英纤维布。

将纤维体和胶液进行浸渍处理以形成预浸料的方法有很多种，在一种优选的实施方式中，浸渍处理的步骤包括：把胶液放入胶粘层机中进行成胶以形成胶粘层；把纤维体和胶粘层放入含浸机后进行连续热压以形成预浸料。本领域的技术人员可以根据实际工艺需求选择合适的浸渍处理的工艺参数。

导电纤维预浸料层和绝缘纤维预浸料层的材料可以根据现有技术进行设定。优选地，导电纤维预浸料层为包括环氧树脂和碳纤维的浸渍复合物，绝缘纤维预浸料层为包括树脂和纤维的浸渍复合物，其中树脂为环氧树脂或氰酸酯，纤维为石英纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或高分子聚乙烯纤维。由于碳纤维具有导电特性，从而能够通过对由碳纤维形成的导电纤维预浸料层进行加工来替代金属涂层，进而使天线装置具有更高的机械强度，并且由于能够省去金属涂层的制备工艺，从而起到了缩减工序、节约成本以及提高天线装置质量的作用。

将主体纤维预浸料层铺设于模具的内表面上的步骤之后，优选地，制作方法还包括在主体纤维预浸料层上涂覆胶粘剂以形成胶粘层的步骤。上述胶粘层使主体纤维复合材料层10与芯材层20之间具有更牢固的连接性。形成胶粘层的材料可以为现有技术中常见的胶黏剂，如热塑型胶黏剂、热固型胶黏剂、合成橡胶型胶黏剂和橡胶树脂剂。

在上述优选的实施方式中，在主体纤维预浸料层上形成胶粘层的步骤之后，还可以对覆盖有胶粘层的主体纤维预浸料层进行抽真空处理，抽真空处理的时间为10～20min。抽真空处理能够降低工艺中水汽带给主体纤维预浸料层的危害，并且使胶粘层能够更好的粘附在主体纤维预浸料层之上。

在完成在模具的内表面上铺设主体纤维预浸料层，且主体纤维预浸料层由导电纤维预浸料层和与导电纤维预浸料层的四周相连的绝缘纤维预浸料层组成的步骤之后，将模具的侧边连接以使主体纤维预浸料层包裹芯材层20。当选用由第一分模具和与第一分模具对称设置的第二分模具组成的模具来制备天线装置时，可以将第一分模具和第二分模具合模以使主体纤维预浸料层包裹芯材层20。

在完成将模具的侧边连接以使主体纤维预浸料层包裹芯材层20的步骤之后，进行固化处理以使导电纤维预浸料层固化形成导电纤维复合材料层110，并使绝缘纤维预浸料层形成绝缘纤维复合材料层120。通过上述固化处理能够将作为半成品的主体纤维预浸料层形成为高机械强度的主体纤维复合材料层10，并且使主体纤维复合材料层10和芯材层20固化为一体的结构。固化处理的工艺条件可以根据实际需求进行设定，优选地，固化温度为100～200℃，固化时间为120～180min。在上述优选的参数范围内形成的主体纤维复合材料层10具有更高的机械强度，且主体纤维复合材料层10、和芯材层20之间具有更好的结合力。进一步地，在形成主体纤维复合材料层10之后，将主体纤维复合材料层10和芯材层20脱离模具。

下面将结合实施例进一步说明本申请提供的天线装置的制备方法。

实施例1

本实施例提供的天线装置的制备方法的步骤包括：

首先，制备芯材层，芯材层由聚甲基丙烯酰亚胺组成；在模具的内表面上铺设主体纤维预浸料层，且主体纤维预浸料层由导电纤维预浸料层和与导电纤维预浸料层的四周相连的绝缘纤维预浸料层，其中，导电纤维预浸料层中的预浸料为包括环氧树脂和碳纤维的浸渍复合物，绝缘纤维预浸料层中的预浸料为包括环氧树脂和玻璃纤维的浸渍复合物；其次，将模具的侧边连接以使主体纤维预浸料层包裹芯材层；最后，进行固化处理以使导电纤维预浸料层固化形成导电纤维复合材料层，并使绝缘纤维预浸料层形成绝缘纤维复合材料层，其中固化温度为150℃，固化时间为150min。上述芯材层、导电纤维复合材料层和绝缘纤维复合材料层构成天线装置。

实施例2

本实施例提供的天线装置的制备方法的步骤包括：

首先，制备芯材层，芯材层由聚甲基丙烯酰亚胺组成；在模具的内表面涂覆脱模剂并进行烘干处理，然后在模具的内表面上铺设主体纤维预浸料层，且主体纤维预浸料层由导电纤维预浸料层和与导电纤维预浸料层的四周相连的绝缘纤维预浸料层，其中，导电纤维预浸料层中的预浸料为包括环氧树脂和碳纤维的浸渍复合物，绝缘纤维预浸料层中的预浸料为包括环氧树脂和玻璃纤维的浸渍复合物，上述烘干处理的温度为15℃，烘干时间为30min；其次，将模具的侧边连接以使主体纤维预浸料层包裹芯材层；最后，进行固化处理以使导电纤维预浸料层固化形成导电纤维复合材料层，并使绝缘纤维预浸料层形成绝缘纤维复合材料层，其中固化温度为100℃，固化时间为120min。上述芯材层、导电纤维复合材料层和绝缘纤维复合材料层构成天线装置。

实施例3

本实施例提供的天线装置的制备方法的步骤包括：

首先，制备芯材层，芯材层由聚甲基丙烯酰亚胺组成；在模具的内表面涂覆脱模剂并进行烘干处理，然后在模具的内表面上铺设主体纤维预浸料层，且主体纤维预浸料层由导电纤维预浸料层和与导电纤维预浸料层的四周相连的绝缘纤维预浸料层，其中，导电纤维预浸料层中的预浸料为包括环氧树脂和碳纤维的浸渍复合物，绝缘纤维预浸料层中的预浸料为包括环氧树脂和玻璃纤维的浸渍复合物，上述烘干处理的温度为125℃，烘干时间为60min；在主体纤维预浸料层上涂覆胶粘剂以形成胶粘层，对覆盖有胶粘层的主体纤维预浸料层进行抽真空处理，抽真空处理的时间为20min；其次，将模具的侧边连接以使主体纤维预浸料层包裹芯材层；最后，进行固化处理以使导电纤维预浸料层固化形成导电纤维复合材料层，并使绝缘纤维预浸料层形成绝缘纤维复合材料层，其中固化温度为200℃，固化时间为180min。上述芯材层、导电纤维复合材料层和绝缘纤维复合材料层构成天线装置。

实施例4

本实施例提供的天线装置的制备方法的步骤包括：

首先，制备芯材层，芯材层由聚甲基丙烯酰亚胺组成；在模具的内表面涂覆脱模剂并进行烘干处理，然后在模具的内表面上铺设主体纤维预浸料层，且主体纤维预浸料层由导电纤维预浸料层和与导电纤维预浸料层的四周相连的绝缘纤维预浸料层，其中，导电纤维预浸料层中的预浸料为包括环氧树脂和碳纤维的浸渍复合物，绝缘纤维预浸料层中的预浸料为包括环氧树脂和玻璃纤维的浸渍复合物，上述烘干处理的温度为60℃，烘干时间为45min；在主体纤维预浸料层上涂覆胶粘剂以形成胶粘层，对覆盖有胶粘层的主体纤维预浸料层进行抽真空处理，抽真空处理的时间为10min；其次，在主体纤维预浸料层的连接部上覆盖预浸料单向带，预浸料单向带的编织方向与外部设备对连接部的内部产生的作用力的方向垂直，且预浸料单向带为包括环氧树脂和玻璃纤维的单向编织的浸渍复合物；再次，将模具的侧边连接以使主体纤维预浸料层包裹芯材层；最后，进行固化处理以使导电纤维预浸料层固化形成导电纤维复合材料层，使绝缘纤维预浸料层形成绝缘纤维复合材料层，并使预浸料单向带形成附加纤维复合材料层，其中固化温度为150℃，固化时间为150min。上述芯材层、导电纤维复合材料层、绝缘纤维复合材料层和附加纤维复合材料层构成天线装置。

对比例1

首先，在模具的内表面上铺设纤维预浸料层，所述纤维预浸料层中的预浸料为包括环氧树脂和玻璃纤维的浸渍复合物；其次，进行固化处理以使纤维预浸料层固化形成纤维复合材料层，其中固化温度为150℃，固化时间为150min；最后，通过涂刷工艺在纤维复合材料层的外表面上形成材料为铝的金属层。上述纤维复合材料层和金属层构成天线装置。

对比例2

首先，在模具的内表面上铺设纤维预浸料层，所述纤维预浸料层中的预浸料为包括环氧树脂和玻璃纤维的浸渍复合物；其次，进行固化处理以使纤维预浸料层固化形成纤维复合材料层，其中固化温度为100℃，固化时间为120min；最后，通过涂刷工艺在纤维复合材料层的外表面上形成材料为铝的金属层。上述纤维复合材料层和金属层构成天线装置。

对比例3

首先，在模具的内表面上铺设纤维预浸料层，所述纤维预浸料层中的预浸料为包括环氧树脂和玻璃纤维的浸渍复合物；其次，进行固化处理以使纤维预浸料层固化形成纤维复合材料层，其中固化温度为200℃，固化时间为180min；最后，通过涂刷工艺在纤维复合材料层的外表面上形成材料为铝的金属层。上述纤维复合材料层和金属层构成天线装置。

对上述实施例1至4和对比例1至3提供的天线装置进行力学性能和重量的测试。测试结果如下表所示。

从上表可以看出，实施例1至4和对比例1至3提供的天线装置重量均在150-220g之间，对于同样重量的天线装置，本申请实施例中天线装置的各项力学性能均优于对比例中制备的天线装置。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1)由于本申请的天线装置具有夹层结构，从而使夹层中的各层材料具有合适的比重，进而使包括纤维复合材料层和芯材的天线装置具有很高的机械强度；

2)由于主体纤维复合材料层包括导电纤维复合材料层，从而可以利用导电纤维复合材料层来替代金属涂层，省去了传统技术中的金属化步骤，进而有效地缓解了在制备工艺中存在的金属涂层涂刷不均匀以及电镀后涂层易脱落的问题，同时由于省去了金属涂层的制备工艺，进而有效地缩减了工序、节约了成本、提高了天线装置质量；

3)由于芯材层包括结构泡沫材料，结构泡沫材料具有优良的比刚度和比强度，压缩、拉伸、剪裁和弯曲性能极佳，且重量很轻，从而使包括芯材层的天线装置具有很高的机械强度和很轻的重量。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种航天航空用天线装置，其特征在于，包括：

主体纤维复合材料层(10)，包括导电纤维复合材料层(110)；以及

芯材层(20)，密封设置于所述主体纤维复合材料层(10)中，

所述主体纤维复合材料层(10)还包括与所述导电纤维复合材料层(110)的四周相连的绝缘纤维复合材料层(120)，且所述主体纤维复合材料层(10)与所述芯材层(20)之间还设置有胶粘层，

所述主体纤维复合材料层(10)包括第一材料层和第二材料层，且由所述第一材料层和第二材料层连接形成的连线平行于所述天线装置的延伸方向，

所述第一材料层和所述第二材料层均由导电纤维复合材料层(110)和绝缘纤维复合材料层(120)组成，

所述第一材料层和所述第二材料层中的所述导电纤维复合材料层(110)均沿第一方向位于两段所述绝缘纤维复合材料层(120)之间，该两段所述绝缘纤维复合材料层(120)沿该第一方向的尺寸不等，且所述第一材料层中的所述导电纤维复合材料层(110)与所述第二材料层中的所述导电纤维复合材料层(110)对齐排列且相互叠加，所述第一材料层中的两段所述绝缘纤维复合材料层(120)与所述第二材料层中的两段所述绝缘纤维复合材料层(120)对齐排列且相互叠加，

所述芯材层(20)夹设在所述第一材料层和所述第二材料层之间。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述芯材层(20)包括结构泡沫材料。

3.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述芯材层(20)由选自聚甲基丙烯酰亚胺、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、苯乙烯丙烯腈中的任一种或多种制成。

4.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述主体纤维复合材料层(10)具有与外部设备连接的连接部，所述外部设备对所述连接部的内部产生平行于所述连接部的表面的作用力，且所述天线装置还包括设置于所述连接部和所述芯材层(20)之间的附加纤维复合材料层，所述附加纤维复合材料层的原料为预浸料单向带，所述附加纤维复合材料层中纤维的编织方向与所述作用力的方向垂直。

5.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，

所述导电纤维复合材料层(110)为碳纤维复合材料；和/或

所述绝缘纤维复合材料层(120)为石英纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、芳纶纤维复合材料、高分子聚乙烯纤维复合材料中的一种或者多种。

6.一种航天航空用天线装置的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

制备芯材层(20)；

在模具的内表面上铺设主体纤维预浸料层，且所述主体纤维预浸料层由导电纤维预浸料层和与所述导电纤维预浸料层的四周相连的绝缘纤维预浸料层组成；

将所述模具的侧边连接以使所述主体纤维预浸料层包裹所述芯材层(20)；

进行固化处理以使所述导电纤维预浸料层固化形成导电纤维复合材料层(110)，并使所述绝缘纤维预浸料层形成绝缘纤维复合材料层(120)，得到包括所述导电纤维复合材料层(110)与所述绝缘纤维复合材料层(120)的主体纤维复合材料层(10)，

在所述模具的内表面上铺设所述主体纤维预浸料层的步骤包括：

提供由第一分模具和与所述第一分模具对称设置的第二分模具组成的所述模具；

在所述第一分模具中铺设第一导电纤维预浸料层，对所述第一导电纤维预浸料层进行切割，并在剩余的所述第一导电纤维预浸料层的四周铺设第一绝缘纤维预浸料层，剩余的所述第一导电纤维预浸料层和所述第一绝缘纤维预浸料层构成第一纤维预浸料层；

在所述第二分模具中铺设第二导电纤维预浸料层，按照所述第一导电纤维预浸料层的位置与大小对所述第二导电纤维预浸料层进行切割，并在剩余的所述第二导电纤维预浸料层的四周铺设第二绝缘纤维预浸料层，剩余的所述第二导电纤维预浸料层和所述第二绝缘纤维预浸料层构成第二纤维预浸料层，且所述第一纤维预浸料层和所述第二纤维预浸料层构成所述主体纤维预浸料层。

7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，在所述模具的内表面上铺设所述主体纤维预浸料层的步骤之前，在筒型的所述模具的内表面涂覆脱模剂并进行烘干处理。

8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述烘干处理的温度为15～125℃，烘干时间不小于30min。

9.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，在所述模具的内表面上铺设所述主体纤维预浸料层的步骤之后，所述制作方法还包括在所述主体纤维预浸料层上涂覆胶膜的步骤。

10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，在所述主体纤维预浸料层上涂覆所述胶膜的步骤之后，对覆盖有所述胶膜的所述主体纤维预浸料层进行抽真空处理，所述抽真空处理的时间为10～20min。

11.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，

将所述第一分模具和所述第二分模具合模以使所述主体纤维预浸料层包裹芯材层(20)；

形成所述主体纤维复合材料层(10)之后，将所述主体纤维复合材料层(10)和所述芯材层(20)脱离所述模具。

12.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，在所述固化处理的步骤中，所述固化处理的温度为100～200℃，固化时间为120～180min。

13.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述导电纤维预浸料层由包括环氧树脂和碳纤维的浸渍复合物组成。

14.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，在制备所述芯材层(20)的步骤中，采用包括结构泡沫材料的原料制备所述芯材层(20)。

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