CN110416724A - 一种高透波轻质蜂窝夹层防弹天线罩 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高透波轻质蜂窝夹层防弹天线罩,包括天线罩主体，其所述的天线罩主体为内凹的罩体，天线罩主体的内芯为用于起到支撑作用的蜂窝层，位于蜂窝层外形状相匹配的具有用于防弹的超高分子量聚乙烯纤维层；天线罩主体为筒状，天线罩主体包括作为边面的边面部和作为底面的底面部，所述的边面部呈中部隆起两端收缩的弧形，所述的底面部为平面状，底面部与边面部通过弧形折弯连接，底面部与边面部之间的夹角大于等于90°小于120°，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、防弹性。
Description
技术领域
本发明属于天线装置领域，尤其涉及一种高透波轻质蜂窝夹层防弹天线罩。
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。因此目前防弹天线罩多选用单层防弹材料结构，其重量较常规天线罩重，整体刚度差。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复合材料的单层防弹天线罩，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。而作为天线罩常用的夹层结构，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。但该结构天线罩重量较重，刚度较差。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种高透波轻质蜂窝夹层防弹天线罩。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高透波轻质蜂窝夹层防弹天线罩,包括天线罩主体，其所述的天线罩主体为内凹的罩体，天线罩主体的内芯为用于起到支撑作用的蜂窝层，位于蜂窝层外形状相匹配的具有用于防弹的超高分子量聚乙烯纤维层；
天线罩主体为筒状，天线罩主体包括作为边面的边面部和作为底面的底面部，所述的边面部呈中部隆起两端收缩的弧形，所述的底面部为平面状，底面部与边面部通过弧形折弯连接，底面部与边面部之间的夹角大于等于90°小于120°。
进一步的，位于蜂窝层与超高分子量聚乙烯纤维层之间还设有用于粘合过渡的过渡层。
进一步的，过渡层为石英环氧玻璃纤维。
进一步的，位于蜂窝层内还设有用于匹配天线罩透波性能和提高天线罩整体环境适应性的匹配层。
从上面的叙述可以看出，本发明技术方案的有益效果在于：
(1)采用超高分子量聚乙烯作制备防弹天线罩，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。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，本发明采用蜂窝夹层结构天线罩，其重量较同等防护等级的纯超高分子量聚乙烯天线罩轻10％，天线罩的刚度和透波性能得到较大提高。
附图说明
为了更加清楚地描述本专利，下面提供一幅或多幅附图。
图1为本发明层级分布图；
图2为本发明形状示意图；
图3为图2中D处的圆弧过渡处放大图。
附图标记说明：边面部a、底面部b、弧形折弯c、纤维层1、过渡层2、蜂窝层3、匹配层4；
具体实施方式
为了便于本领域技术人员对本专利技术方案的理解，下面以具体案例的形式对本专利的技术方案做进一步的说明。
如图2和图3所示，提供了一种高透波轻质蜂窝夹层防弹天线罩,包括天线罩主体为筒状，天线罩主体包括作为边面的边面部a和作为底面的底面部b，所述的边面部呈中部隆起两端收缩的弧形，所述的底面部为平面状，底面部与边面部通过弧形折弯c连接，底面部与边面部之间的夹角大于等于90°小于120°。
所述的天线罩主体为内凹的罩体，天线罩主体的内芯为用于起到支撑作用的蜂窝层3，厚度为5mm，主要用于提高天线罩刚度并减轻重量；位于蜂窝层外形状相匹配的具有用于防弹的超高分子量聚乙烯纤维层1，厚度为4mm，主要起到防弹功能位于蜂窝层与超高分子量聚乙烯纤维层之间还设有用于粘合过渡的过渡层2为石英环氧玻璃纤维，厚度为0.1mm，主要用于粘接最外层防弹层和蜂窝；位于蜂窝层内还设有用于匹配天线罩透波性能和提高天线罩整体环境适应性的匹配层4厚度为0.2mm，用于匹配天线罩透波性能和提高天线罩整体环境适应性。该参数制备的天线罩可实现Ku/Ka双频段透波，防弹性能V50不小于420m/s。
本专利与现有技术进行对比
需要指出的是，以上具体实施方式只是本专利实现方案的具体个例，没有也不可能覆盖本专利的所有实现方式，因此不能视作对本专利保护范围的限定；凡是与以上案例属于相同构思的实现方案，或是上述若干方案的组合方案，均在本专利的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种高透波轻质蜂窝夹层防弹天线罩,包括天线罩主体，其特征在于：所述的天线罩主体为内凹的罩体，天线罩主体的内芯为用于起到支撑作用的蜂窝层，位于蜂窝层外形状相匹配的具有用于防弹的超高分子量聚乙烯纤维层；
天线罩主体为筒状，天线罩主体包括作为边面的边面部和作为底面的底面部，所述的边面部呈中部隆起两端收缩的弧形，所述的底面部为平面状，底面部与边面部通过弧形折弯连接，底面部与边面部之间的夹角大于等于90°小于120°。
2.根据权利要求1所述的一种高透波轻质蜂窝夹层防弹天线罩,其特征在于：位于蜂窝层与超高分子量聚乙烯纤维层之间还设有用于粘合过渡的过渡层。
3.根据权利要求2所述的一种高透波轻质蜂窝夹层防弹天线罩,其特征在于：过渡层为石英环氧玻璃纤维。
4.根据权利要求2所述的一种高透波轻质蜂窝夹层防弹天线罩,其特征在于：位于蜂窝层内还设有用于匹配天线罩透波性能和提高天线罩整体环境适应性的匹配层。
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