CN107093803A - 充气天线一体成型反射面及其成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及充气天线一体成型反射面及其成型方法，首先根据天线反射面曲面模型提取反射面尺寸制备反射面模具；然后将柔性材料平铺在阳模表面，将阴膜加热到相应温度，根据反射面的具体功能需求，在阴膜上涂覆相应复合材料及粘结材料；将阴膜向阳膜按照计算的相应力度施压，使得柔性材料在相应温度和压力下变形，并且与复合材料及粘结材料完全融合，形成反射面。本发明可以克服裁剪拼接多缝隙、多误差的缺点，能够实现整体拼接及精确一体成型，可以大大提高复合材料反射面的结构性能、提高其反射面的精度要求，缩短反射面制作的加工时间，还可以大幅减少复合材料的用量，降低加工制作成本，缩短加工周期，利于现代化、批量化的生产。

Description

充气天线一体成型反射面及其成型方法

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，具体涉及一种充气天线一体成型反射面及其成型方法。

背景技术

天线反射面是体现整个天线性能最为重要的一个环节，反射面的膜面精度、反射面焦距、反射面焦径比等都对整个天线的性能有着很大的影响。所以说，反射面的成型是天线制作中的关键技术之一，是天线性能得以保证的基础。

对于传统的天线有固面反射面、或伞状天线的金属网面反射面，但对于这两种反射面技术，都存在着很大的弊端。传统的固面反射面依据天线电仿真模型，采用金属加工或者碳纤维成型的办法制作，型面太过笨重、不易收展，且制作费用高、时间长；对于金属网反射面，是根据初始天线型面的曲线，依据反射面大小和拼接难易程度的不同，进行划分裁片数量的分析和设计，再将设计图纸的金属网裁片进行裁瓣的拼接。这种拼接的方法容易造成缝隙带来的精度误差，会降低电磁信号反射的集中率。简言之，金属网反射面存在造价过高、拼接难度大、制作时间长，金属网反射面本身不具备反射面曲面保型能力，型面精度需要天线肋支撑及调整，还有整个天线展开机构负担过大等弊端。

因此，根据对薄膜材料的研究，根据以上情况，研发出一种新型的天线反射面技术——一体成型反射面，并且该反射面技术不仅仅只适用于充气天线，也可适用于其他天线类型。该技术主要是根据天线的反射面曲线生成曲面模型，利用复合材料及型面模压技术，生成具有固面和金属网面一样性能的柔性反射面。采用一体成型技术的反射面，与固面反射面相比具有重量轻、易收缩的明显优势，收纳体积小于其90%以上。于金属网反射面相比，能够避免拼接造成的间隙，以及各种间隙引起的信号干扰和衍射，大大提升了反射面的性能，更好的保障整个天线的性能要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种充气天线一体成型反射面及其成型方法，解决现有天线反射面制作的一些弊端，实现一种可用来制作天线反射面的新技术、新工艺。

本发明所采用的技术方案为：

充气天线一体成型反射面的成型方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤一：反射面模具的制作：

根据天线反射面的曲面模型提取反射面尺寸，根据反射面尺寸制备反射面模具，反射面模具包括阴膜和阳膜；

步骤二：反射面的制作：

将柔性材料平铺在阳模表面，通过局部碾压使其产生变形，最终贴合在模具表面；

然后将阴膜加热到相应温度，根据反射面的具体功能需求，在阴膜上涂覆相应复合材料及粘结材料；

将阴膜向阳膜按照计算的相应力度施压，使得柔性材料在相应温度和压力下变形，并且与复合材料及粘结材料完全融合，形成反射面。

所述成型方法还包括防风处理步骤，即在成型后的反射面上添加开孔。

所述成型方法还包括防雨、防沙、防老化处理，即在成型的反射面前后两面进行贴膜，该膜为含氟涂层。

步骤一中，反射面模具选用材料为金属材料。

步骤二中，柔性材料为含银或镍系的柔性复合材料织物。

步骤二中，阴膜上涂覆的复合材料及粘结材料形成了反射面的导电层、保型层、承力层和密封层，逐层叠加，热力粘接，相互渗透。

如所述的成型方法得到的充气天线一体成型反射面。

本发明具有以下优点：

1、本发明对于一体成型反射面的材料主要选择具有优越的电磁波反射性能和较强的力学性能柔性复合材料，极易耐收缩、且重量和收缩体积都非常小。并且反射面一体化成型技术，采用一种新型的柔性材料制作技术，可以克服裁剪拼接多缝隙、多误差的缺点，能够实现整体拼接及精确一体成型。

2、可以满足反射率大于99%的反射性能。同时因为天线使用环境是在户外，所以外部气象和环境的影响，以及雨水或灰尘沉积，都对反射面材料有一定的侵蚀，对电磁信号有一定的削弱性。所以在反射面材料的选择时要求反射面具有防风、防雨、防沙、抗老化等性能，能够能够满足在不同环境中的自洁性，适应各种外界恶略环境的影响，并且该反射面可以达到展开型面精度（RMS)≤0.8，同时一体成型反射面能具备快捷的收纳、展开要求，在多次收纳展开后仍能保证一致的型面精度和反射效率，完全可以满足天线反射面的设计要求。

3、本发明针对不同天线反射面有相应不同尺寸的制作模具，可以大大提高一体化和批量化的精度和产量。因此使用一体成型的反射面技术，不仅可以大大提高复合材料反射面的结构性能、提高其反射面的精度要求，缩短反射面制作的加工时间，还可以大幅减少复合材料的用量，降低加工制作成本，缩短加工周期，十分利于现代化、批量化的生产。

附图说明

图1为一体成型反射面模具示意图。

图2为膜压成型技术示意图。

图3为一体成型反射面分层图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明涉及的充气天线一体成型反射面的成型方法，先根据反射面曲面曲率要求，设计加工好膜压成型的所需模具（阴膜和阳膜）；然后根据制作反射面的所选取的柔性材料，将其平铺在阳模表面；再将阴膜加热到相应温度后，根据抗老化、需自洁性等特殊要求，涂覆相应复合材料及粘结材料来实现天线的多种需求，最后将阴膜向阳膜按照计算的相应力度施压，使得柔性材料在相应温度和压力下变形，并且与复合材料及粘结材料完全融合，制作出充气天线一体成型反射面。

具体步骤如下：

（1）反射面模具的制作。

根据天线反射面的曲面模型，将其经过计算的反射面尺寸提取，并制备反射面模具（如图1所示）。模具选用材料为金属材料。制作完成后需对模具表面进行型面精度测试，需满足天线整个型面精度要求。

（2）反射面的制作。

所用材料包括反射面导电织物和型面固定材料，由于导电织物弹性型变高，需采用型面固定胶体和承力织物“二合一”的方式在反射面模具上进行热压固定（如图2所示）。根据多次的调研和测试，发现银或镍导电层具备较高的电磁信号反射性能，所以本发明的一体成型反射面选用含银、镍系柔性复合材料织物（如图3所示），并采用相关技术实现其局部的形状记忆功能。

制作时，将柔性材料平铺在阳模表面，通过局部碾压使其产生变形，最终贴合在模具表面；然后将阴膜加热到相应温度，根据反射面的具体功能需求，在阴膜上涂覆相应复合材料及粘结材料；将阴膜向阳膜按照计算的相应力度施压，使得柔性材料在相应温度和压力下变形，并且与复合材料及粘结材料完全融合，形成反射面。

由于天线反射面的多种需求，一体成型反射面可分为导电层、保型层、承力层、密封层（如图3所示），对于反射面的制作每层的粘贴、复合都需要涂覆形状固定材料、浸渍、逐层叠加、固定，热合粘结操作，将每层的材料进行相互的渗透，最终形成反射面后，一起脱模。

（3）反射面的防风处理。

基于充气天线的一体成型反射面本身无需考虑风载，但对于地面天线，天线需考虑在不同风载条件下工作，所以在反射面上需要添加根据天线反射面波长计算所得的相应孔位和大小的开孔，这样不但可以很好的解决反射面的防风问题，同时反射率性能也是满足天线电设计要求的。

（4）反射面的防雨、防沙、防老化处理。

反射面成型以后，由于考虑到反射面户外工作的特点，需要对反射面材料成型后做一些处理，将前后两面进行贴膜，该膜是一种含氟的涂层，可以有效的将反射面的正反面做到防雨、防沙和防老化。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.充气天线一体成型反射面的成型方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤一：反射面模具的制作：

根据天线反射面的曲面模型提取反射面尺寸，根据反射面尺寸制备反射面模具，反射面模具包括阴膜和阳膜；

步骤二：反射面的制作：

将柔性材料平铺在阳模表面，通过局部碾压使其产生变形，最终贴合在模具表面；

然后将阴膜加热到相应温度，根据反射面的具体功能需求，在阴膜上涂覆相应复合材料及粘结材料；

将阴膜向阳膜按照计算的相应力度施压，使得柔性材料在相应温度和压力下变形，并且与复合材料及粘结材料完全融合，形成反射面。

2.根据权利要求1所述的充气天线一体成型反射面的成型方法，其特征在于：

所述成型方法还包括防风处理步骤，即在成型后的反射面上添加开孔。

3.根据权利要求2所述的充气天线一体成型反射面的成型方法，其特征在于：

所述成型方法还包括防雨、防沙、防老化处理，即在成型的反射面前后两面进行贴膜，该膜为含氟涂层。

4.根据权利要求3所述的充气天线一体成型反射面的成型方法，其特征在于：

步骤一中，反射面模具选用材料为金属材料。

5.根据权利要求3所述的充气天线一体成型反射面的成型方法，其特征在于：

步骤二中，柔性材料为含银或镍系的柔性复合材料织物。

6.根据权利要求3所述的充气天线一体成型反射面的成型方法，其特征在于：

步骤二中，阴膜上涂覆的复合材料及粘结材料形成了反射面的导电层、保型层、承力层和密封层，逐层叠加，热力粘接，相互渗透。

7.如权利要求3所述的成型方法得到的充气天线一体成型反射面。