CN106340722B - 天线壳组及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种天线壳组及其制作方法，该制作方法包括：制备天线；在模具的内表面上铺设纤维预浸料层；将模具中的纤维预浸料层包裹天线；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，且纤维复合材料层构成天线的外壳。由于形成于天线表面的外壳为纤维复合材料层，从而具有较高的机械强度，进而能够有效地减少天线表面的金属脱落的现象，提高了天线的可靠性。

Description

天线壳组及其制作方法

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体而言，涉及一种天线壳组及其制作方法。

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薄介质层和附在薄介质层两侧的金属结构，以及形成于薄介质层上并与所述金属结构连接的馈线。然而，现有技术中的天线没有外壳保护，因此容易出现天线表面的金属脱落的现象，进一步地导致了天线的性能失效。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种天线壳组及其制作方法，以解决现有技术中的天线表面的金属容易脱落，进一步导致天线性能失效的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种天线壳组的制作方法，制作方法包括：制备天线；在模具的内表面上铺设纤维预浸料层；将模具中的纤维预浸料层包裹天线；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，且纤维复合材料层构成天线的外壳。

进一步地，在模具的表面上铺设纤维预浸料层的步骤包括：提供由第一分模具和第二分模具组成的模具；在第一分模具的表面上铺设第一预浸料层，并在第二分模具的表面上铺设第二预浸料层，且第一预浸料层和第一预浸料层组成纤维预浸料层。

进一步地，在模具的表面上铺设纤维预浸料层的步骤之前，在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，将纤维预浸料层铺设于模具的内表面上的步骤之后，制作方法还包括在纤维预浸料层上涂覆胶粘剂以形成胶粘层的步骤。

进一步地，在纤维预浸料层上涂覆胶粘剂以形成胶粘层的步骤之后，对覆盖有胶粘层的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纤维预浸料层包裹天线；形成纤维复合材料层之后，将纤维复合材料层和天线脱离模具。

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

进一步地，纤维预浸料层为包括树脂和纤维体的浸渍复合物，树脂为环氧树脂或氰酸脂树脂，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。

进一步地，制备天线的步骤包括：制备芯材层，芯材层包括结构泡沫材料；在天线模具的内表面上铺设纤维预浸料层；将天线模具的侧边连接以使纤维预浸料层包裹芯材层；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；在纤维复合材料层的外表面上形成金属结构。

进一步地，包括纤维复合材料层和天线，纤维复合材料层包裹于天线表面上形成天线的外壳。

进一步地，天线包括纤维复合材料层、芯材层和金属结构层，芯材层设置于纤维复合材料层中，金属结构层设置于纤维复合材料层的外表面上，芯材层包括结构泡沫材料。

应用本发明的技术方案，本发明提供了一种天线壳组及其制作方法，该制作方法包括制备天线；在模具的内表面上铺设纤维预浸料层；将模具中的纤维预浸料层包裹天线；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，且纤维复合材料层构成天线的外壳。由于形成于天线表面的外壳为纤维复合材料层，从而具有较高的机械强度，进而能够有效地减少天线表面的金属脱落的现象，提高了天线的可靠性。

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壳组的制作方法的流程示意图；

图2示出了本发明实施方式所提供的天线壳组的剖面结构示意图。

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，现有技术中的天线没有外壳保护，因此容易出现天线表面的金属脱落的现象，进一步地导致了天线的性能失效。本申请的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种天线壳组的制作方法，如图1所示，该制作方法包括：制备天线；在模具的内表面上铺设纤维预浸料层；将模具中的纤维预浸料层包裹天线；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，且纤维复合材料层构成天线的外壳。

上述制作方法中由于形成于天线表面的外壳为纤维复合材料层，从而具有较高的机械强度，进而能够有效地减少天线表面的金属脱落的现象，提高了天线的可靠性。

下面将更详细地描述根据本发明提供的天线壳组的制作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，制备天线。制备天线的工艺步骤可以根据实际需求进行设定，优选地，天线的制备方法包括以下步骤：制备芯材层，芯材层包括结构泡沫材料；在天线模具的内表面上铺设纤维预浸料层；将天线模具的侧边连接以使纤维预浸料层包裹芯材层；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；在纤维复合材料层的外表面上形成金属结构层。上述制备方法中由于芯材层由结构泡沫材料组成，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，从而使包括纤维复合材料层和芯材层的天线具有很高的机械强度和很轻的重量。

在完成制备天线的步骤之后，在模具的内表面上铺设纤维预浸料层。优选地，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。

在模具的表面上铺设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，在模具的表面上铺设纤维预浸料层的步骤包括：提供由第一分模具和第二分模具组成的模具；在第一分模具的表面上铺设第一预浸料层，并在第二分模具的表面上铺设第二预浸料层，且第一预浸料层和第一预浸料层组成纤维预浸料层。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纤维预浸料层，进而形成本申请所需的天线外壳。

在模具的表面上铺设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外壳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。

将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。上述胶粘层使纤维复合材料层与芯材层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纤维预浸料层的危害，并且使胶粘层能够更好的粘附在纤维预浸料层之上。

在完成在模具的内表面上铺设纤维预浸料层的步骤之后，将模具中的纤维预浸料层包裹天线。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时，可以将第一分模具和第二分模具合模以使纤维预浸料层包裹天线。

在完成将模具中的纤维预浸料层包裹天线的步骤之后，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，且纤维复合材料层构成天线的外壳。通过上述固化处理能够将作为半成品的纤维预浸料层形成为高机械强度的纤维复合材料层，并且使纤维复合材料层和内部的天线固化为一体的结构。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纤维复合材料层具有更高的机械强度，且纤维复合材料层和天线之间具有更好的结合力。进一步地，在形成纤维复合材料层之后，将天线和天线的外壳和脱离模具。

根据本发明的另一方面，提供了一种天线壳组，如图2所示。该天线壳组包括纤维复合材料层和天线10，纤维复合材料层包裹于天线10表面上形成天线10的外壳20。由于形成于天线10表面的外壳20为纤维复合材料层，从而具有较高的机械强度，进而能够有效地减少天线10表面的金属脱落的现象，提高了天线10的可靠性。优选地，本发明的上述天线壳组应用于航天技术领域中。

在本申请上述的天线10壳组中，天线10壳组中天线10的种类与结构可以根据实际需求进行设定，优选地，天线10包括纤维复合材料层110、芯材层120和金属结构层130，芯材层120设置于纤维复合材料层110中，金属结构层130设置于纤维复合材料层110的外表面上，芯材层120包括结构泡沫材料。由于芯材层120由结构泡沫材料组成，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，从而使包括纤维复合材料层110和芯材层120的天线10具有很高的机械强度和很轻的重量。

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：本发明提供了一种天线壳组及其制作方法，该制作方法包括制备天线；在模具的内表面上铺设纤维预浸料层；将模具中的纤维预浸料层包裹天线；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，且纤维复合材料层构成天线的外壳。由于形成于天线表面的外壳为纤维复合材料层，从而具有较高的机械强度，进而能够有效地减少天线表面的金属脱落的现象，提高了天线的可靠性。

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 (8)

1.一种天线壳组的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

制备天线（10）；

在模具的内表面上铺设纤维预浸料层；

将所述模具中的所述纤维预浸料层包裹所述天线（10）；

进行固化处理以使所述纤维预浸料层固化形成纤维复合材料层，且所述纤维复合材料层构成所述天线（10）的外壳（20），

将所述纤维预浸料层铺设于所述模具的内表面上的步骤之后，所述制作方法还包括在所述纤维预浸料层上涂覆胶粘剂以形成胶粘层的步骤，

制备所述天线（10）的步骤包括：

制备芯材层（120），所述芯材层（120）包括结构泡沫材料；

在天线模具的内表面上铺设纤维预浸料层；

将所述天线模具的侧边连接以使所述纤维预浸料层包裹所述芯材层（120）；

进行固化处理以使所述纤维预浸料层固化形成纤维复合材料层（110）；

在所述纤维复合材料层（110）的外表面上形成金属结构（130）。

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在所述模具的表面上铺设所述纤维预浸料层的步骤包括：

提供由第一分模具和第二分模具组成的所述模具；

在所述第一分模具的表面上铺设第一纤维预浸料层，并在所述第二分模具的表面上铺设第二纤维预浸料层，且所述第一纤维预浸料层和所述第二纤维预浸料层组成所述纤维预浸料层。

3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在所述模具的表面上铺设所述纤维预浸料层的步骤之前，在所述模具的内表面涂覆脱模剂并进行烘干处理。

4.根据权利要求3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。

5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在所述纤维预浸料层上涂覆所述胶粘剂以形成所述胶粘层的步骤之后，对覆盖有所述胶粘层的所述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。

6.根据权利要求2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纤维预浸料层包裹所述天线（10）；

形成所述纤维复合材料层之后，将所述纤维复合材料层和所述天线（10）脱离所述模具。

7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述固化处理的步骤中，固化温度为100~200℃，固化时间为120~180min。

8.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述纤维预浸料层为包括树脂和纤维体的浸渍复合物，所述树脂为环氧树脂或氰酸脂树脂，且所述纤维体为麻纤维、玻璃纤维、丙纶、芳纶和玄武岩纤维中的任一种或多种。

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