一种机织间隔织物结构天线的织造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种既可W承载外力又可W接收发射信号的微带天线，尤其是基于机 织间隔织物而设计出的微带天线系统。
【背景技术】
[0002] 天线对于通信系统而言是一个必不可少的组成单元，在民事与军事领域被广泛应 用。作为必不可少的通讯设备，飞行器上安装有大量的天线。早期的天线为突出式结构，既 易被破坏，又易对飞行器空气动力学性能造成影响。因此现代航空航天领域都不采用传统 的突出式天线，而采用平伏于机身表面的平面结构的天线。然而运种天线仍然不是机身的 一部分，不能起到承载应力的作用，同时在低频波段通讯中，天线的尺寸会随着波长的增加 而增加，其结构的可靠性随之降低，为了容纳天线尺寸的增加，机身的结构完整性必然要遭 到破坏。
[0003] 纤维复合增强材料作为现代航天航空领域中应用最广泛的材料，具有比强度高， 抗疲劳性好的特点。但大多数纤维增强复合材料采用铺层的结构，其最大的缺点是易于分 层，天线结构如果基于运种复合材料则可能会受冲击后与复合材料分层从而失去功用。美 国空军实验室（AF化）在九十年代进行了一系列的研究工作，开发出了第S代航用天线系 统。其基本思路是将天线结合到航空器表皮复合材料结构中去，W达到只要材料不被破坏， 天线也不会被破坏的目的。运个结构虽然比W前的结构前进了一大步，但是天线系统在承 受冲击载荷时，容易出现分层、塌陷等严重的破坏，导致天线系统失效。
【发明内容】
[0004] 本发明解决的技术问题是提供一种基于机织间隔织物的共型承载微带天线的织 造方法，是微带天线与间隔复合材料结合成一个整体，解决层合式微带天线的所产生的分 层破坏现象。
[0005] 本发明解决该技术问题的方案是：一种机织间隔织物结构微带天线的织造方法， 其特征在于，包括W下步骤：
[0006] 步骤1):选择一种低介电损耗性能纤维，在织机上将其织成机织间隔织物；
[0007] 步骤2):选择一种树脂将机织间隔织物制成复合材料，测试并计算其介电常数和 介电损耗；
[0008] 计算公式如式1-1至1-7所示：其中化为中屯、频率，er为复合材料的介电常数， h为复合材料厚度，C为真空中的光速，W和L分别为福射元宽和长，A。为自由空间波长，入 为介质内波长，WG和LG为成品间隔织物复合材料结构微带天线的宽和长；
式 1-1 ;
[0014] LG=L+0. 2入g 式1-6 ;
[001 引 WG = L+0. 2Ag 式1-7 ;
[0016] 步骤3):根据所得到的介电常数计算微带天线福射元的基本尺寸，选择一种导电 纱，与低介电损耗性能的纤维一起织造间隔织物微带天线的福射元及接地板，同时该福射 元与接地板又分别作为间隔织物的顶层与底层。
[0017] 步骤4):采用同轴馈电的方法对所织造的微带天线预制件进行馈电，计算馈电点 在福射元上的位置，将同轴连接器的探针固接在福射元的馈电点上，同时，将同轴连接器的 底座固接在微带天线预制件的下层导电线上；
[0018] 步骤5):采用手糊法，使用步骤2)所述的树脂原料将焊有同轴馈电器的微带天线 预制件制成所需的复合材料。
[0019] 优选地，所述低介电损耗性能纤维的介电损耗角正切的值小于0. 01。
[0020] 更优选地，所述低介电损耗性能纤维应为玻璃纤维或芳绝纤维。
[0021] 优选地，所述树脂为介电常数在2~6之间，介电损耗小于0. 05的任意一种树脂。
[0022] 更优选地，所述树脂为环氧树脂，聚四氣乙締树脂和不饱和乙締基树脂中的任意 一种。
[0023] 优选地，所述机织间隔织物的间隔结构具体为：上下两层为面纱，中间一层为间隔 纱。
[0024] 优选地，所述导电纱为金属纤维，导电涂层纤维和碳纤维中的任意一种或多种的 混纺纤维。
[00巧]更优选地，所述金属纤维为铜线；所述导电涂层纤维为锻银纤维。
[0026] 优选地，所述天线为与树脂相复合的硬质机织间隔织物结构的微带天线，或者不 与树脂复合的柔性机织间隔织物结构的天线。
[0027] 由于采用了W上的技术，本发明与现有技术相比，具有W下优点与积极效果：
[0028] 1、本发明微带天线的福射元和接地板不会在外力作用下或加工过程中因树脂收 缩等造成的内应力的作用下和基质部分分离；
[0029] 2、本发明微带天线的福射元和接地板可W按照需要设计在=维结构的里层，从而 受到外层复合材料的保护大大提高其抗损伤能力；
[0030] 3、机织间隔织物结构适应性强，能适应多种曲率的表面；
[0031] 4、机织间隔织物结构具有质量轻，比强度高的优点，可W提高微带天线的力学性 能；
[0032] 5、由于采用自动化=维机织工艺和预成形树脂转移成形，产品成本较低，质量稳 定，有利于推广使用；
[0033] 6、在不进行浸胶处理的情况下，运种天线结构在还可用于柔性结构上来收发和处 理信号，如智能纺织品等；
[0034] 7、基本福射单元一定，在不改变复合材料的基础上，提高天线增益；
[0035] 8、与传统织物相比，机织间隔织物的介电常数更小，介电损耗更小，制成的微带天 线性能更好。
[0036] 本发明制备的机织间隔织物结构微带天线，较传统的微带天线具有更好的抗分层 能力，而且质量更轻，介电损耗更小，增益性能更好。本发明对航空航天设备的通讯系统结 构的稳定与可靠性至关重要。
【附图说明】
[0037] 图1为机织间隔织物的单福射元微带天线的侧视图；
[0038]图2为机织间隔织物的单福射元微带天线另一个角度的侧视图；
[0039] 图3为机织间隔织物的单福射元微带天线俯视图；
[0040]图4为间隔复合材料微带天线的尺寸和馈电点位置示意图。
【具体实施方式】
[0041] 为使本发明更明显易懂，兹W优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0042] 实施例1 :E玻纤间隔复合材料微带天线
[0043] (1)选用浙江巨石集团提供的E玻璃纤维作为纤维复合增强体，玻璃纤维的经纱3 细度1102tex，缔纱2细度6(K)tex，间隔纱4细度37化ex。本实例中所用的导电纱1为无 锡利兹精密电工线材有限公司提供的铜绞线，其中经纱3直径0. 3mm，缔纱2直径为0. 5mm。 选用常熟佳化有限责任公司提供的化-235型树脂，JH-242型固化剂，树脂和固化剂在成型 时按照3 : 1比例均匀混合，固化溫度为50°C-70°C。
[0044] (2)本实施