CN112968283A - 一种兼具透波、隐身及防弹功能的天线罩及其成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种兼具透波、隐身、防弹功能的天线罩，属于军用天线防护罩技术领域。本发明旨在解决传统天线罩在现代战争环境下易被敌方雷达侦获，易受破片或枪弹打击破坏，战场生存能力低的问题。本发明的兼具透波、隐身、防弹功能的天线罩，包括透波外层、防弹层、透波内层及加强筋，并且在防弹层上、下表面编织有碳纤维阵列单元的频率选择平面。本发明在满足传统天线罩电气、机械及环境适应等性能要求的基础上，具备在工作频段内透波，在工作频段外隐身功能，并且保证天线罩在遭受破片或枪弹打击下仍可继续正常工作，提高天线罩战场生存能力。

Description

一种兼具透波、隐身及防弹功能的天线罩及其成型工艺

技术领域

本发明属于军用天线防护罩技术领域，尤其是一种兼具透波、隐身、防弹功能的天线罩及其成型工艺。

背景技术

裸露在外的天线易被雨雪、风沙及日照等自然环境损坏，导致性能下降、寿命减短。目前常采用高分子材料或玻璃纤维增强树脂材料制成壳体状的天线罩安装于天线外部，保护天线系统免受外部环境影响，并且其透波性可以满足天线电磁波的正常传输要求，广泛应用于航空、航天、航海、通信等多个领域。随着武器装备的不断发展以及战场环境的日益变化，新一代天线系统除受自然环境的影响外，还面临被敌方雷达捕获后摧毁的威胁，同时易遭受各种爆炸物引起的飞溅物、破片和枪弹的损毁，传统天线罩战场生产能力低，无法满足新形势下天线的防护需求，急需开发出兼具电气性能、机械性能、隐身性能及防弹性能的新一代天线罩。

发明内容

本发明的目的在于克服现有天线罩不具备防弹及隐身功能的缺点，提供一种兼具透波、隐身、防弹功能的天线罩及其成型工艺。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种兼具透波、隐身、防弹功能的天线罩，为一个壳体，壳体从外到内依次为透波外层、防弹层和透波内层，透波内层上设有若干个加强筋；

防弹层由两层芳纶纤维增强树脂复合层和一层超高分子量聚乙烯纤维增强树脂复合层的夹心结构制成；

防弹层的上、下表面设有频率选择平面，位于防弹层两侧的频率选择平面对称分布。

进一步的，频率选择平面由芳纶纤维和碳纤维混编而成，依据天线罩的工作频段，频率选择平面的碳纤维阵列单元呈环形、中心连接型、板式或复合型。

进一步的，所述透波外层、透波内层与加强筋均由石英纤维增强树脂预浸料固化而成。

进一步的，所述透波外层外表面经喷漆处理。

进一步的，所述芳纶纤维增强树脂复合层由多层芳纶纤维预浸料固化成型而成；

频率选择平面位于芳纶纤维增强树脂复合层表面的1～5层预浸料中，频率选择平面的单元阵列由碳纤维和预浸料中的芳纶纤维混编而成；

所述超高分子量聚乙烯纤维增强树脂复合层由多层超高分子量聚乙烯纤维预浸料固化成型而成。

进一步的，壳体侧壁底部设有沉头螺孔。

本发明的兼具透波、隐身、防弹功能的天线罩的成型工艺：

将透波外层、带有频率选择平面的防弹、透波内层与加强筋的预浸料依据图纸进行剪裁，层间放置胶膜后在模具中铺层，进行一次模压一体固化成型，得到壳体状的天线罩；

所述透波外层、透波内层及加强筋均由石英纤维增强树脂预浸料固化而成；

带有频率选择平面的防弹层由两层芳纶纤维增强树脂复合层和一层超高分子量聚乙烯纤维增强树脂复合层的夹心结构组成，所述芳纶纤维增强树脂复合层的外表面混编有1～5层碳纤维和芳纶纤维的编织布。

进一步的，将超高分子量聚乙烯纤维UD布预浸料固化，得到超高分子量聚乙烯纤维增强树脂复合层。

进一步的，将若干层芳纶纤维机织布预浸料进行固化，得到芳纶纤维增强树脂复合层。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的兼具透波、隐身、防弹功能的天线罩，包括透波外层、防弹层、透波内层及加强筋，防弹层由两层表面编织有碳纤维阵列单元的芳纶纤维增强树脂复合层和一层超高分子量聚乙烯纤维增强树脂复合层组成，防弹层上、下表面设有频率选择平面；超高分子量聚乙烯纤维具备防弹功能，其与两层芳纶纤维增强树脂复合层形成的夹心结构的防弹层进一步提高了天线罩整体防弹性能，两层对称的频率选择平面也提高了天线罩的隐身性能。本发明在满足透波要求的基础上为天线罩增加了防弹功能，透波内层上、下表面对称的频率选择平面实现了天线罩在工作频段内透波，在工作频段外隐身的功能；加强筋可增强天线罩整体刚度，各功能层通过一体化成型复合成一个整体，实现天线罩兼具透波、隐身及防弹功能。

进一步的，频率选择平面由芳纶纤维和碳纤维混编而成，芳纶纤维具备防弹功能，编织的碳纤维阵列单元使其表面成为频率选择平面，工作频段外电磁波通过时发生谐振，呈全反射特性，后向散射电磁波减小，有效降低天线RCS，而工作波段电磁波通过时不发生谐振，呈全透射特性，天线正常工作，频率选择平面的滤波特性与芳纶纤维的防弹性能结合，实现天线罩隐身与防弹功能。

进一步的，所述透波外层、透波内层及加强筋由石英纤维增强树脂预浸料固化而成；石英纤维增强树脂复合材料为常规天制造线罩材料，一方面可以保证天线罩透波性能，另一方面可以提高天线罩表面环境适应性和再加工性，透波内层上布置的加强筋可提高天线罩整体刚度和强度。

进一步的，透波外层外表面作喷漆处理保证天线罩外观及耐候、耐蚀性。

进一步的，所述防弹天线罩侧壁底部加工有沉头螺孔，通过螺接安装于天线系统底盘上，或者直接粘结于天线罩底盘上，满足不同天线系统的安装要求，且不影响外观。

本发明的成型工艺，依据图纸剪裁透波外层、防弹层、透波内层及加强筋，层间放置胶膜后在模具中铺层，经一次模压一体固化成型，制造成本低并提高了层间结合力。

附图说明

图1为本发明的外观图；

图2为本发明的剖面示意图；

图3为频率选择平面的一种实施方式。

其中：1-透波外层；2-防弹层；3-防弹内层；4-加强筋；5-芳纶纤维增强树脂复合层；6-超高分子量聚乙烯纤维增强树脂复合层；7-频率选择平面。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，图1为本发明的外观图，可以看出本发明的防弹天线罩为一个壳体，壳体的周向均布有沉头螺孔。沉头螺孔用于通过螺接安装于天线系统底盘上，或者直接粘结于天线罩底盘上，满足不同天线系统的安装要求，且不影响外观。

参见图2，图2为本发明的剖面图，本发明的防弹天线罩从外到内依次为透波外层1、防弹层2和透波内层3，透波内层3上设有若干个加强筋4，防弹层2的上、下表面设有频率选择平面7，频率选择平面7由芳纶纤维和碳纤维混编而成，依据天线罩工作频段将碳纤维编织成环形、中心连接型、板式、复合型阵列单元，形成频率选择平面7；透波外层1的外表面作喷漆处理；防弹层2由芳纶纤维增强树脂复合层5和超高分子量聚乙烯纤维增强树脂复合层6构成。

所述外透波层、内透波层均采用常规天线罩材料制成，满足天线罩表面处理、打孔、环境以及布置加强筋等要求。

参见图3，图3为频率选择平面的一种实施方式，依据天线罩工作频段将碳纤维编织成环形、中心连接型、板式或复合型阵列单元，形成频率选择平面；两层对称的频率选择平面提高了天线罩的隐身性能。图3中的频率选择平面的阵列为环形和中心连接型单元组成的复合阵列单元，黑色格子为碳纤维，白色格子为芳纶纤维。

本发明的成型工艺为：

将透波外层1、带有频率选择平面7的防弹层2、透波内层3与加强筋4的预浸料依据图纸进行剪裁，层间放置胶膜后在模具中铺层，进行一次模压一体固化成型，得到壳体状的天线罩；

所述透波外层1、透波内层3及加强筋4均由石英纤维增强树脂预浸料固化而成；

带有频率选择平面7的防弹层2为两层芳纶纤维增强树脂复合层5和一层超高分子量聚乙烯纤维增强树脂复合层6的夹心结构组成，所述芳纶纤维增强树脂复合层5的外表面混编有1～5层碳纤维和芳纶纤维的编织布。

在防弹天线罩侧壁底部加工有沉头螺孔，得到防弹天线罩。

其中，超高分子量聚乙烯纤维增强树脂复合层6由超高分子量聚乙烯纤维UD布预浸料固化而成。

芳纶纤维增强树脂复合层5由若干层芳纶纤维机织布预浸料固化而成。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种兼具透波、隐身、防弹功能的天线罩，其特征在于，为一个壳体，壳体从外到内依次为透波外层(1)、防弹层(2)和透波内层(3)，透波内层(3)上设有若干个加强筋(4)；

防弹层(2)由两层芳纶纤维增强树脂复合层(5)和一层超高分子量聚乙烯纤维增强树脂复合层(6)的夹心结构制成；

防弹层(2)的上、下表面设有频率选择平面(7)，位于防弹层(2)两侧的频率选择平面(7)对称分布。

2.根据权利要求1所述的兼具透波、隐身、防弹功能的天线罩，其特征在于，频率选择平面(7)由芳纶纤维和碳纤维混编而成，依据天线罩的工作频段，频率选择平面(7)的碳纤维阵列单元呈环形、中心连接型、板式或复合型。

3.根据权利要求1所述的兼具透波、隐身、防弹功能的天线罩，其特征在于，所述透波外层(1)、透波内层(3)与加强筋(4)均由石英纤维增强树脂预浸料固化而成。

4.根据权利要求1所述的兼具透波、隐身、防弹功能的天线罩，其特征在于，所述透波外层(1)外表面经喷漆处理。

5.根据权利要求1所述的兼具透波、隐身、防弹功能的天线罩，其特征在于，所述芳纶纤维增强树脂复合层(5)由多层芳纶纤维预浸料固化成型而成；

频率选择平面(7)位于芳纶纤维增强树脂复合层(5)表面的1～5层预浸料中，频率选择平面(7)的单元阵列由碳纤维和预浸料中的芳纶纤维混编而成；

所述超高分子量聚乙烯纤维增强树脂复合层(6)由多层超高分子量聚乙烯纤维预浸料固化成型而成。

6.根据权利要求1所述的兼具透波、隐身、防弹功能的天线罩，其特征在于，壳体侧壁底部设有沉头螺孔。

7.一种权利要求1所述的兼具透波、隐身、防弹功能的天线罩的成型工艺，其特征在于：

将透波外层(1)、带有频率选择平面(7)的防弹层(2)、透波内层(3)与加强筋(4)的预浸料依据图纸进行剪裁，层间放置胶膜后在模具中铺层，进行一次模压一体固化成型，得到壳体状的天线罩；

所述透波外层(1)、透波内层(3)及加强筋(4)均由石英纤维增强树脂预浸料固化而成；

带有频率选择平面(7)的防弹层(2)由两层芳纶纤维增强树脂复合层(5)和一层超高分子量聚乙烯纤维增强树脂复合层(6)的夹心结构组成，所述芳纶纤维增强树脂复合层(5)的外表面混编有1～5层碳纤维和芳纶纤维的编织布。

8.根据权利要求7所述的成型工艺，其特征在于：

将超高分子量聚乙烯纤维UD布预浸料进行固化，得到超高分子量聚乙烯纤维增强树脂复合层(6)。

9.根据权利要求7所述的成型工艺，其特征在于：

将若干层芳纶纤维机织布预浸料进行固化，得到芳纶纤维增强树脂复合层(5)。

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