专利名称：耐高温天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种天线，尤其涉及一种耐高温天线。
背景技术：
随着卫星导航技术的迅速发展，其应用领域不断扩大到包括测绘、电信、交通运输、水利、海洋渔业及地质勘探等诸多领域，在国防和现代化战争中更是发挥着巨大作用，高精度运动目标定位和精确制导导弹普遍使用了卫星导航系统，弹载卫星导航天线除满足电气性能外还要满足特殊弹载环境性能要求，这些特殊要求包括与弹体共行以满足弹体的空气动力学性能要求、高强度的振动及耐高温性能要求。由于弹体与大气强烈摩擦产生的高温可达几百摄氏度，普通天线在这样的高温下难以正常工作甚至完全损坏，这就要求设计一种特殊结构的天线，能在此高温环境下可靠稳定的工作。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有相关技术中存在的缺陷，提供一种耐高温天线，能在高达几百摄氏度的高温环境下稳定可靠工作，满足电气性能指标要求及机械性能指标要求。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种耐高温天线，包括天线罩、天线主体以及隔热材料层；所述天线罩采用高温防护材料制成，并界定出一个容置空间；所述天线主体设置于所述容置空间中，所述隔热材料层设置于所述容置空间内并包裹所述天线主体。所述高温防护材料为聚酰亚胺或玻璃纤维复合材料。所述天线罩包括上罩及下`罩，所述上罩与下罩上下配合连接形成内部具有所述容置空间的所述天线罩；所述天线主体固定连接在所述上、下罩之间而设置在所述容置空间内；所述天线主体包括PCB板(印制电路板)、设于PCB板上的微带天线及支撑板，所述天线主体通过所述支撑板与所述上、下罩固定连接。所述支撑板通过紧固件与所述上、下罩固定连接，所述支撑板上设有安装孔，所述上、下罩分别对应设有与所述安装孔连通的连接孔，所述紧固件穿过所述连接孔与所述安装孔，将所述支撑板固定连接在所述上、下罩之间；所述安装孔内周与所述紧固件之间套设有绝缘隔热垫圈。所述紧固件自下而上依次穿过所述下罩的连接孔、所述支撑板的安装孔与所述上罩的连接孔，将所述下罩、所述支撑板及所述上罩固定连接，所述紧固件于所述上罩连接孔中的末端与所述上罩连接孔之间填充有隔热密封胶。所述隔热材料层包括气凝胶层，其填设在所述天线主体与所述上、下罩之间，分别形成位于所述天线主体与所述上罩之间的第一气凝胶层、以及位于所述天线主体与所述下罩之间的第二气凝胶层。所述隔热材料层还包括石英玻璃纤维布层，其设于所述第一气凝胶层与所述上罩之间。[0010]所述耐高温天线为高速飞行器用耐高温卫星导航天线，所述天线罩与所述高速飞行器共形。还包括设于所述天线罩上的射频接头，所述射频接头通过射频电缆连接所述天线主体。所述射频接头设于所述天线罩的下罩上，所述下罩对应所述射频电缆设有电缆孔，所述射频电缆一端与所述射频接头连接，另一端穿过所述电缆孔与所述天线主体的PCB板连接。本实用新型通过采用热防护及热隔离双层技术，使得天线能在高达几百摄氏度的高温环境下稳定可靠工作，满足电气性能指标要求及机械性能指标要求。另外，其天线罩能通过采用与高速飞行器如导弹弹体共形的结构设计，满足高速飞行器的空气动力学性能要求。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:图1是本实用新型的耐高温天线的底部结构示意图；图2是图1所示耐高温天线的后视图；图3是图1所示耐高温天线的左视图；图4是本实用新型的耐高温天线的剖面结构示意图；图5是图4所示耐高温天线的天线主体的剖面结构示意图；图6是本实用新型的耐高温天线的天线主体的底部结构示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式
。如图1至图4所示，本实用新型的耐高温天线，该耐高温天线为可安装于导弹等高速飞行器上的卫星导航天线，其包括天线罩1、天线主体2以及隔热材料层3。天线罩I采用高温防护材料制成，并界定有一个容置空间。天线主体2设于天线罩I的容置空间中，隔热材料层3设置于容置空间内并包裹天线主体2。通过采用高温防护材料制成的天线罩I结合隔热材料层3，赋予天线的耐高温性能，使其能在高达几百摄氏度的高温环境下稳定可靠工作，满足全部电气性能指标要求及机械性能指标要求。如图4所示，天线罩I包括上罩11及下罩12，天线主体2固定连接于该上罩11与下罩12之间。上罩11与下罩12通过其两者边缘配合设置而上下连接起来，形成内部具有容置空间的天线罩I，天线主体2密封在该天线罩I的容置空间内。上罩11与下罩12可一体加工形成，也可是通过紧固件5紧固连接。该天线罩I的内部尺寸根据天线主体的尺寸及安装要求进行加工设定。为了满足天线罩I的高温防护性能，天线罩I至少需要满足以下四项要求:①、必须承受高达几百摄氏度的温度环境，具有良好的热冲击性，并在此高温下保持足够的机械强度和适当的弹性模量、具优良的电气性能，其材料的透波性能要好，即对电磁波的反射和透过损耗要小，这就要求材料的介电常数和介质损耗正切值都要小、具良好的耐候性，经得起太阳辐射、雨蚀等自然环境条件、材料具有良好的可机械加工性能，能使用车床、铣床等加工设备加工与高速飞行器如导弹弹体共形的外形。因此，天线罩I可采用聚酰亚胺或玻璃纤维复合材料制成，然而不限于此。在本实施例中，天线罩I优选聚酰亚胺材料，该种材料具有耐高温、良好电气性能和机械加工性能等特点。通过对天线罩I材料的选择，能够使得天线主体2能在一个温度较低的环境内工作，同时能够抗高强度的冲击振动，在高达400°C的温度环境下可以稳定可靠的工作，且各项电气性能指标符合要求。天线罩I可通过采用与高速飞行器如导弹弹体共形的结构设计，来满足弹体空气动力学性能。如图2及图3所示，在本实施例中，天线罩I的上罩11顶面以弧形设计，且顶面的高度自一侧到相对一侧递减。如图4及图5所示，天线主体2包括PCB板21、设于PCB板21上的微带天线22及支撑板23，微带天线22可通过连接件7 (如螺钉)紧固或锡焊焊接在PCB板21上。微带天线22可工作于GPS L1、GL0NASS L1、北斗二代B1、北斗二代B3四个频段，即能同时接收这三个卫星导航系统的四个频率的信号，使得天线可以多频工作。可以理解的是，微带天线22的工作频段并不限于此。PCB板21则可通过螺钉等与支撑板23连接。所述支撑板23采用聚酰亚胺材料制成，天线主体2通过支撑板23与上罩11及下罩12固定连接，通过该支撑板23隔离天线罩I向内传导热量，以防影响天线主体2工作。支撑板23通过紧固件5与上、下罩11、12固定连接，紧固件5可为螺栓。参考图4至图6所示，其中，在支撑板23周边上设有安装孔230，上罩11与下罩12分别对应设有与安装孔230连通的连接孔110、120，通过紧固件穿过连接孔110、120与安装孔230，将支撑板23固定连接在上、下罩11、12之间。在安装孔230内周与紧固件5之间还套设有绝缘隔热垫圈24，用于隔离来自紧固件5的热传导。在本实施例中，紧固件5自下而上依次穿过下罩12的连接孔120、支撑板23的安装孔230与上罩11的连接孔110，将下罩12、支撑板23及上罩11固定连接。进一步地，紧固件5于上罩11连接孔110中的末端与上罩11连接孔110之间填充有隔热密封胶6。由上述可知，通过绝缘隔热垫圈24及隔热密封胶6的设置，进一步隔离热量向天线罩I内部传导，更有利地为天线主体2提供一个温度较低的工作环境。如图4所示，隔热材料层3设于天线主体2与天线罩I的容置空间的内壁面之间，设置隔热材料层3的目的是为了隔离天线罩I外的高温以保护天线主体2能够在一个较低的温度环境下工作，考虑到从天线罩I外的高温到其内部的低温存在的较大温度差及天线罩I内较小的容置空间，该隔热材料层的材料需满足以下要求:①、实现近400°C温度差的隔温效果、介电常数低，最好接近空气的介电常数，以减少对天线电气性能的影响；③、在高温下能保持结构力学性能、较小的比重以减轻重量，较大的柔软度以便更好填充天线罩容置空间。在本实施例中，隔热材料层3包括气凝胶层31，其分别填设在天线主体2与上、下罩11、12之间，分别形成位于天线主体2与上罩11之间的第一气凝胶层311、以及位于天线主体2与下罩12之间的第二气凝胶层312。该气凝胶层31采用新型纳米材料气凝胶形成，其具有耐高温、重量轻、低损耗及低介质常数的特点，能够满足上述要求。如图4所示，隔热材料层3还包括石英玻璃纤维布层32，其设于第一气凝胶层311与上罩11之间，该石英玻璃纤维布层32采用低密度的石英玻璃纤维织造而成。该石英玻璃纤维布层32可1-3层或3层以上叠加设置，优选两层叠加设置。通过气凝胶层31与石英玻璃纤维布层32结合运用，达到了隔离天线罩I外高温的目的。如图1至图4所示，本实用新型的耐高温天线还包括设于天线罩I上的射频接头4，该射频接头4设在天线罩I的下罩12上并通过射频电缆41连接天线主体2。射频接头4与下罩12可通过螺钉等紧固连接。其中，下罩12对应射频电缆41设有电缆孔121，电缆孔121贯通至天线罩I内部，射频电缆41 一端与射频接头4连接，另一端穿过电缆孔121与天线主体2的PCB板21连接。在本实施例中，射频接头4横向安装在下罩12上，射频电缆41穿置在电缆孔121中，其一端与射频接头4连接，另一端伸至天线罩I内部与PCB板21连接。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干个改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种耐高温天线，其特征在于，包括天线罩(I)、天线主体(2)以及隔热材料层(3)；所述天线罩(I)采用高温防护材料制成，并界定出一个容置空间；所述天线主体(2)设置于所述容置空间中，所述隔热材料层(3)设置于所述容置空间内并包裹所述天线主体(2)。
2.根据权利要求1所述的耐高温天线，其特征在于，所述高温防护材料为聚酰亚胺或玻璃纤维复合材料。
3.根据权利要求1所述的耐高温天线，其特征在于，所述天线罩(I)包括上罩(11)及下罩(12)，所述上罩(11)与下罩(12)上下配合连接形成内部具有所述容置空间的所述天线罩(I);所述天线主体(2)固定连接在所述上、下罩(11、12)之间而设置在所述容置空间内；所述天线主体(2)包括PCB板(21)、设于PCB板(21)上的微带天线(22)及支撑板(23)，所述天线主体(2 )通过所述支撑板(23 )与所述上、下罩(11、12 )固定连接。
4.根据权利要求3所述的耐高温天线，其特征在于，所述支撑板(23)通过紧固件(5)与所述上、下罩(11、12)固定连接，所述支撑板(23)上设有安装孔(230)，所述上、下罩(11、12)分别对应设有与所述安装孔(230)连通的连接孔(110、120)，所述紧固件(5)穿过所述连接孔(110、120)与所述安装孔(230)，将所述支撑板(23)固定连接在所述上、下罩(11、12)之间；所述安装孔(230)内周与所述紧固件(5)之间套设有绝缘隔热垫圈(24)。
5.根据权利要求4所述的耐高温天线，其特征在于，所述紧固件(5)自下而上依次穿过所述下罩(12)的连接孔(120)、所述支撑板(23)的安装孔(230)与所述上罩(11)的连接孔(110)，将所述下罩(12)、所述支撑板(23)及所述上罩(11)固定连接，所述紧固件(5)于所述上罩(11)连接孔(110)中的末端与所述上罩(11)连接孔(110)之间填充有隔热密封胶(6)。
6.根据权利要求1-5任一项所述的耐高温天线，其特征在于，所述隔热材料层(3)包括气凝胶层(31)，其填设在所述天线主体(2)与所述上、下罩(11、12)之间，分别形成位于所述天线主体(2)与所述上罩(11)之间的第一气凝胶层(311)、以及位于所述天线主体(2)与所述下罩(12 )之间的第二气凝胶层(312)。
7.根据权利要求6所述的耐高温天线，其特征在于，所述隔热材料层(3)还包括石英玻璃纤维布层(32 )，其设于所述第一气凝胶层(311)与所述上罩(11)之间。
8.根据权利要求1-5任一项所述的耐高温天线，其特征在于，所述耐高温天线为高速飞行器用耐高温卫星导航天线，所述天线罩(I)与所述高速飞行器共形。
9.根据权利要求1-5任一项所述的耐高温天线，其特征在于，还包括设于所述天线罩(I)上的射频接头(4)，所述射频接头(4)通过射频电缆(41)连接所述天线主体(2)。
10.根据权利要求9所述的耐高温天线，其特征在于，所述射频接头(4)设于所述天线罩(I)的下罩(12)上，所述下罩(12 )对应所述射频电缆(41)设有电缆孔(121)，所述射频电缆(41)一端与所述射频接头(4)连接，另一端穿过所述电缆孔(121)与所述天线主体(2)的PCB板(21)连接。
专利摘要本实用新型公开了一种耐高温天线，包括天线罩、天线主体以及隔热材料层；所述天线罩采用高温防护材料制成，并界定出一个容置空间；所述天线主体设置于所述容置空间中，所述隔热材料层设置于所述容置空间内并包裹所述天线主体。本实用新型采用了热防护及热隔离双层技术，能在高达几百摄氏度的高温环境下稳定可靠工作，满足电气性能指标要求及机械性能指标要求；且其天线罩能通过采用与高速飞行器共形的结构设计，满足高速飞行器的空气动力学性能要求。
文档编号H01Q1/28GK202977726SQ20122070304
公开日2013年6月5日 申请日期2012年12月18日 优先权日2012年12月18日
发明者俞江, 李鹏图, 杜景中 申请人:深圳市鼎耀科技有限公司