CN108091998A - 一种v型雷达天线罩结构及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种“V”型雷达天线罩结构及制备方法，其中天线罩结构由天线、蒙皮和填充芯层进行共固化得到，且所述蒙皮和填充芯层采用粘接层粘接共同构成天线罩，所述天线与填充芯层采用粘接层粘接并包裹于天线罩之中，本发明通过天线罩与天线一体化设计来减弱传统夹层天线罩表面多层反射干涉的影响，且本发明仅需一个外蒙皮，不同于以往天线罩的多层蒙皮芯层结构，且超薄的蒙皮层设计提高了透波性，使瞄准误差大大降低，同时提高了天线方向图和相位一致性，解决“V”型天线罩宽频条件下透波率降低、方向图畸变等问题，使得“V”形天线罩透波率、方向图、相位一致性均满足雷达天线工作要求。
Description
技术领域
本发明属于雷达天线罩技术领域，具体涉及一种“V”型雷达天线罩结构及制备方法。
背景技术
雷达天线罩是一种功能结构件，不仅要满足结构强度、空气动力、耐环境性等要求，还要满足电性能要求，随着雷达天线性的不断提高，对天线罩在高性能、高透波、宽频段等方面提出了更高的要求，目前，天线罩主要的壁结构包括：A夹层结构、B夹层结构或C夹层结构等，夹层结构具有更好的强度保持性和透波性能，其中，A夹层结构通常是由两个蒙皮和一个夹心组成的三层结构，C夹层结构通常是由两个外蒙皮、一个中心蒙皮和两个中间夹层构成的五层结构，现有天线罩外形多为圆滑过渡性外形，不存在外形上的突变，上述结构通过电性能设计能够满足常规的使用，而对于“V”型结构天线罩，由于其特殊的外形，采用上述常规的电结构壁厚设计方法，容易造成电磁波在传播方向上的干涉，导致天线方向图畸变，透波率在个别频带急剧降低，整体电性能恶化，不能满足“V”型结构天线罩电性能和雷达天线工作要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足，提出一种能满足“V”型结构天线罩电性能和雷达天线工作要求的“V”型雷达天线罩结构。
本发明所提供的技术方案如下：
一种“V”型雷达天线罩结构，由天线、蒙皮和填充芯层进行共固化得到，其中，所述蒙皮和填充芯层外侧采用粘接层粘接共同构成天线罩，所述的天线 采用粘接层与填充芯层内侧粘接并包裹于填充芯层内。
所述蒙皮为低介电常数的透波复合材料，由低介电常数的石英纤维和低介电损耗的树脂基体组成，满足天线罩高透波等性能，其选用为本领域公知技术，其中，此处低介电常数材料指材料的介电常数范围为2.7-5。
所述天线罩蒙皮为单层蒙皮，厚度范围为0.5mm～2mm，满足天线罩外形及强度需求，蒙皮内部充满低介电介质，与天线为一体结构，提供天线罩整体强度及刚度，该结构不同于以往天线罩的多层蒙皮芯层结构(现有的A夹层、C夹层结构的天线罩，其通常需要外蒙皮、中心蒙皮等多层结构)，可大大降低层间介质层数，有效提高“V”型天线罩的透波率及相位一致性。
所述树脂基体可以为氰酸酯树脂、环氧树脂或酚醛树脂。
所述填充芯层选用低介电常数的材料，例如可以为泡沫或蜂窝中的任一种，其中，此处低介电常数材料指材料的介电常数范围为1-2。
所述粘接层为低介电常数的胶膜，通常选用与蒙皮材料固化相匹配的高温固化胶膜，例如可以为氰酸酯胶膜等，其中，此处低介电常数材料指材料的介电常数范围为2.7-5。
本发明还提供了上述一种“V”型雷达天线罩结构的制备方法，包括以下步骤：
1)在天线罩阴模上糊制石英纤维/树脂基预浸料，并进行热压固化，得到蒙皮材料；
2)在上述蒙皮材料内增加粘结层，并填充填充芯层，使所述填充芯层和蒙皮材料通过粘结层粘接，得到天线罩结构；
3)在所述天线罩的填充芯层底部增加粘结层，并加装天线，使所述天线和填充芯层通过粘结层粘接；
4)对步骤3)所得结构进行真空共固化，即得。
所述步骤1)的热压固化条件为本领域公知的技术，可根据实际生产需要进行选择；
进一步地，所述热压固化可以为：在80℃±2℃固化1-1.1小时，160℃±5℃固化1±0.1小时，180℃±5℃固化2±0.2小时，230℃±10℃固化2±0.2小时，然后在180℃±5℃保温30～35min，最后进行加压，压力为0.3±0.01MPa；具体工艺根据采用树脂不同，本领域技术人员进行选择。
所述石英纤维的厚度可以为0.1mm～0.28mm，其所需要铺覆的层数根据纤维和蒙皮厚度进行选择，为本领域常规技术手段；
所述步骤4)中的真空固化条件本领域公知的技术，可根据实际生产需要进行选择；
进一步地，所述固化条件可以为180±5℃固化3±0.5h。
本发明和现有技术相比所具有的特点及优势：
本发明基于现有夹层结构天线罩的优势，通过粘接层和真空共固化的方式，使得天线-天线罩为一体化结构，一方面，低介电、低损耗、高强度蒙皮满足气动外形及强度要求，另一方面，一体化结构为天线罩提供较高的强度与刚度，超低介电常数填充芯层对电磁波损耗极小，一体化结构与传统夹层结构天线罩相比，保证了天线与天线罩天线与天线罩之间无间隔，两者之间不存在多层界面，减小传播路径上多层界面的影响，提高透射路径和反射路径上多径信号的幅度对比值，减小透波区域衰减，从而减弱干涉效应，并且本发明仅需一个外蒙皮，不同于以往天线罩的多层蒙皮芯层结构，且超薄的蒙皮层设计提高了透波性，使瞄准误差大大降低，同时提高了天线方向图和相位一致性，即一体化设计可以结合强度及电性能要求对罩体进行匹配设计，实现宽频带透波要求。
本发明制备的一种“V”型雷达天线罩结构，通过天线罩与天线一体化设计来减弱传统夹层天线罩表面多层反射干涉的影响，将大大提高“V”型天线罩透波率，改善天线方向图和相位一致性，解决“V”型天线罩宽频条件下透波率降低、方向图畸变等问题，使得“V”形天线罩透波率、方向图、相位一致性均满足雷达天线工作要求。
附图说明
图1为本发明的一种“V”型雷达天线罩的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
1)在天线罩阴模上糊制石英纤维增强氰酸酯基预浸料，其中，所述石英纤维的厚度为0.14mm，所铺覆层数为6层，然后进行热压固化，固化制度：80℃/1h，160℃/1h，180℃/2h，200℃/2h，230℃/2h，在180℃保温30min后加压，压力0.3MPa，得到厚度为1mm的蒙皮；
2)在蒙皮内粘结氰酸酯基胶膜，将PMI泡沫填充至阴模内，得到天线罩结构；
3)在上述PMI泡沫底部粘接氰酸酯胶膜，并加装天线，使所述天线和PMI泡沫通过氰酸酯胶膜粘接；
4)对步骤3)所得结构进行真空共固化，固化制度为180℃/3h，即得。
所得一种“V”型雷达天线罩结构如图1所示，其在X、K频段平均透波率为90％，天线罩引起的幅度方向图起伏≤1.5dB，天线罩引入的相位一致性(最大值)优于±12°。
实施例2
1)在天线罩阴模上糊制石英纤维增强氰酸酯基预浸料，其中，所述石英纤维的厚度为0.14mm，所铺覆层数为9层，然后进行热压固化，固化制度：80℃/1h，160℃/1h，180℃/2h，200℃/2h，230℃/2h，在180℃保温30min后加压，压力0.3MPa，得到厚度为1.5mm的蒙皮；
2)在蒙皮内粘结氰酸酯基胶膜，将PMI泡沫填充至阴模内，得到天线罩结构；
3)在上述PMI泡沫底部粘接氰酸酯胶膜，并加装天线，使所述天线和PMI泡沫通过氰酸酯胶膜粘接；
4)对步骤3)所得结构进行真空共固化，固化制度为180℃/3h，即得。
所得一种“V”型雷达天线罩结构如图1所示，其在X、K频段平均透波率为95％，天线罩引起的幅度方向图起伏≤1.5dB，天线罩引入的相位一致性(最大值)优于±12°。
本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。
Claims (8)
1.一种“V”型雷达天线罩结构，其特征在于：由天线、蒙皮和填充芯层进行共固化得到，所述蒙皮和填充芯层外侧采用粘接层粘接共同构成天线罩，所述的天线采用粘接层与填充芯层内侧粘接并包裹于填充芯层内。
2.根据权利要求1所述的一种“V”型雷达天线罩结构，其特征在于：所述天线罩蒙皮为单层蒙皮，厚度范围为0.5mm～2mm。
3.根据权利要求2所述的一种“V”型雷达天线罩结构，其特征在于：所述蒙皮由低介电常数的石英纤维和低介电损耗的树脂基体组成。
4.根据权利要求3所述的一种“V”型雷达天线罩结构，其特征在于：所述低介电损耗的树脂为氰酸酯树脂、环氧树脂或酚醛树脂。
5.根据权利要求1所述的一种“V”型雷达天线罩结构，其特征在于：所述填充芯层为泡沫或蜂窝。
6.根据权利要求1所述的一种“V”型雷达天线罩结构，其特征在于：所述粘接层为氰酸酯胶膜。
7.根据权利要求1-6所述的一种“V”型雷达天线罩结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在天线罩阴模上糊制石英纤维/树脂基预浸料，并进行热压固化，得到蒙皮材料；
2)在上述蒙皮材料内增加粘结层，并填充填充芯层，使所述填充芯层和蒙皮材料通过粘结层粘接，得到天线罩结构；
3)在所述天线罩的填充芯层底部增加粘结层，并加装天线，使所述天线和填充芯层通过粘结层粘接；
4)对步骤3)所得结构进行真空共固化，即得。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述热压固化条件为：在80℃±2℃固化1-1.1小时，160℃±5℃固化1±0.1小时，180℃±5℃固化2±0.2小时，230℃±10℃固化2±0.2小时，然后在180℃±5℃保温30～35min，最后进行加压，压力为0.3±0.01MPa。
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