一种基于蒙皮天线一体化设计的高透波平尾翼盒的制作方法

1.本发明涉及无人机雷达天线技术领域，尤其涉及一种基于蒙皮天线一体化设计的高透波平尾翼盒。


背景技术：

2.传感器无人飞行器是一种“传感器中心”的高性能无人监视平台，最早由美国空军研究实验室提出。这种无人机载有全套综合的雷达、光电等电子监听设备和数据链，具备高空长航时预警探测能力，可提供全方位的情报、监视、侦察覆盖能力。
3.雷达天线阵面孔径大小是影响雷达性能的重要指标之一，蒙皮天线一体化设计技术是将雷达天线阵面与机体结构相融合，在保证优良的气动特性前提下，减少了机体对信号的遮挡，增大了雷达天线的孔径，可显著提升传感器无人飞行器的探测性能。
4.但是由于传统的无人机机翼结构一般采用不透波的高强度铝合金和碳纤维复合材料为原材料，而雷达天线阵面又要求机体结构具有透波功能，因此传统无人机机翼无法搭载共形天线阵面，影响了雷达性能。


技术实现要素：

5.为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种基于蒙皮天线一体化设计的高透波平尾翼盒。
6.本发明提出的一种基于蒙皮天线一体化设计的高透波平尾翼盒，包括蒙皮、骨架和一体化天线单元，蒙皮包覆在骨架的上下表面形成平尾翼盒外形，蒙皮的材质为玻璃纤维复合材料，蒙皮内层预埋有呈矩阵分布的天线微带板，一体化天线单元固定连接在位于蒙皮内侧的骨架上，并且呈矩阵分布，一体化天线单元与天线微带板形成端射阵天线阵面。
7.优选地，骨架包括前梁、中梁、后梁、后墙、左端肋和右端肋，左端肋和右端肋相互对称布置，前梁、中梁、后梁、后墙由前至后依次通过胶接的方式固定在左端肋与右端肋之间，前梁、中梁、后梁、后墙相互平行，并且均垂直于左端肋和右端肋。
8.优选地，骨架的前梁、后梁、后墙、左端肋、右端肋的材质为玻璃纤维复合材料。
9.优选地，中梁作为反射板以将天线阵面分隔为前向天线阵面和后向天线阵面。
10.优选地，中梁的材质为高强度铝合金材料。
11.优选地，骨架还包括前缘肋、中前肋和中后肋，前缘肋通过胶接的方式固定在前梁的前端，中前肋通过胶接的方式固定在中梁与前梁之间，中后肋通过胶接的方式固定在中梁与后梁之间。
12.优选地，前缘肋、中前肋和中后肋的材质为玻璃纤维复合材料。
13.优选地，左端肋和右端肋均设有维修口，维修口通过胶接的方式固定有维修口盖。
14.优选地，维修口盖的材质为玻璃纤维复合材料。
15.优选地，蒙皮包括后上蒙皮、中上蒙皮和下蒙皮，下蒙皮通过胶接的方式固定在骨架的下表面和前缘上侧，后上蒙皮通过胶接的方式固定在骨架的上表面后侧，中上蒙皮通
过胶接的方式固定在骨架的上表面中部。
16.本发明的该平尾翼盒，通过蒙皮与天线微带板的共形设计，实现了天线功能与结构一体化集成，可显著增大雷达天线阵面孔径，并且骨架结构和蒙皮主要采用玻璃纤维复合材料制成，具有较高的透波率，重量轻，在达到结构强度刚度要求的同时，使结构透波性能满足雷达天线的电性能指标要求，因此，该平尾翼盒能够增强传感器无人飞行器的探测能力。
附图说明
17.图1为实施例中提出的一种基于蒙皮天线一体化设计的高透波平尾翼盒的结构示意图；
18.图2为实施例中的平尾翼盒的骨架的立体图；
19.图3为实施例中的平尾翼盒的前梁的结构图；
20.图4为实施例中的平尾翼盒的中梁的结构图；
21.图5为实施例中的平尾翼盒的左端肋的结构图；
22.图6为实施例中的平尾翼盒的一体化天线单元的结构图
。
具体实施方式
23.请参照图1-6所示，根据本发明实施例的一种基于蒙皮天线一体化设计的高透波平尾翼盒，包括蒙皮1、骨架2和一体化天线单元3，蒙皮1包覆在骨架2的上下表面形成平尾翼盒外形，蒙皮1的材质为的玻璃纤维复合材料，蒙皮1内层预埋有呈矩阵分布的天线微带板，一体化天线单元3通过螺栓固定连接在位于蒙皮1内侧的骨架2上，并且呈矩阵分布，一体化天线单元3与天线微带板形成端射阵天线阵面。
24.该平尾翼盒通过玻璃纤维复合材料制成的蒙皮1与天线微带板一体化共形设计，具有较好的透波性能，显著提高了无人机载雷达天线阵面孔径，从而增强了传感器无人飞行器的探测能力。
25.在具体地实施例中，蒙皮1采用将天线微带板预埋在玻璃纤维预浸料铺层的纸蜂窝夹芯中，并在热压罐中高温固化成型的方法制成，可使天线微带板与蒙皮1外形共形，从而保证蒙皮1具有较好的气动性和较大的天线阵面孔径。
26.具体地，蒙皮1包括后上蒙皮11、中上蒙皮12和下蒙皮13，下蒙皮13通过胶接的方式固定在骨架2的下表面和前缘上侧，后上蒙皮11通过胶接的方式固定在骨架2的上表面后侧，中上蒙皮12通过胶接的方式固定在骨架2的上表面中部，蒙皮1通过胶接的方式安装，没有金属螺栓阻挡，可以进一步保证透波性能优良。其中，中上蒙皮12作为可拆卸的壁板，可用于一体化天线单元3的检查、维护、更换。
27.本实施例中，骨架2包括前梁21、中梁22、后梁23、后墙24、左端肋25和右端肋26，左端肋25和右端肋26相互对称布置，前梁21、中梁22、后梁23、后墙24由前至后依次通过胶接的方式固定在左端肋25与右端肋26之间，前梁21、中梁22、后梁23、后墙24相互平行，并且均垂直于左端肋25和右端肋26，通过胶接方式组装的骨架2在生产加工工序上更加简单、方便。同时，骨架2的前梁21、后梁23、后墙24、左端肋25、右端肋26的材质为玻璃纤维复合材料，由于骨架2通过胶接组装也无需使用金属螺纹件，因此也具有较好的透波性。
28.如图2-6，骨架2的前梁21与后梁23结构相同，左端肋25与右端肋26呈相互对称结构，前梁21、中梁22、后梁23、左端肋25和右端肋26的边缘均设有翻边，翻边可以增大前梁21、中梁22、后梁23、左端肋25和右端肋26的结构强度，并且翻边增大了前梁21、中梁22、后梁23、左端肋25和右端肋26之间的相接面，使骨架2通过胶接组装后更加牢固。前梁21、中梁22和后梁23上还设有螺栓安装孔，一体化天线单元3的前缘和后缘也设有螺栓安装孔，一体化天线单元3的前缘和后缘可分别通过螺栓固定在前梁21与中梁22之间、中梁22与后梁23之间。
29.在该骨架2结构中，中梁22作为反射板，可以将天线阵面分隔为前向天线阵面和后向天线阵面，利于提高雷达天线的全方位探测能力。中梁22的材质优选为高强度铝合金材料，中梁22通过机械切削加工成型，可以使中梁22具有较好的承载能力，使中梁22作为骨架2的主要支撑结构。
30.在本实施例中，骨架2还包括前缘肋27、中前肋28和中后肋29，前缘肋27通过胶接的方式固定在前梁21的前端，中前肋28通过胶接的方式固定在中梁22与前梁21之间，中后肋29通过胶接的方式固定在中梁22与后梁23之间。为了具有较好的透波性，前缘肋27、中前肋28和中后肋29的材质同样采用玻璃纤维复合材料。前缘肋27、中前肋28和中后肋29可以进一步增强骨架2的刚强度，提高承载能力。
31.在一些实施例中，骨架2的左端肋25和右端肋26均设有维修口，维修口通过胶接的方式固定有维修口盖4。维修口盖4的材质也优选采用玻璃纤维复合材料，维修口盖4通过将玻璃纤维复合材料铺设在模具上，并在热压罐中高温固化成型。通过打开维修口盖4可以方便对雷达天线阵面进行日常检查、维护。
32.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。