专利名称：新型的电磁波接收天线的制作方法
技术领域：
本发明是关于对接收电磁波信号微波天线的改进，尤其适用于作移动载体卫星接收天线。
背景技术：
现有的面型微波天线，例如抛物面天线，通常有三种类型材料组成，一类为金属板天线，如常用的铝合金板冷冲压或旋压成型的抛物面天线；第二类是骨架为非金属(通常为玻璃钢)，反射面复以金属(膜)组成；第三类是非金属基体内含有金属颗粒组成反射层。第一类铝合金板冷冲压或旋压成型天线，因金属存在反弹性，压制成型后会出现反弹，且制难以控制，天线型面尺寸精度不易保证，尤其是用作移动载体切割天线，型面保持性更差，影响接收性能。其次，金属板天线重量较大(铝比重2.7)，用于移动载(如火车、汽车、船舶)，因转动惯量大，随动跟踪性差，不利于移动中快速跟踪，影响跟踪速度的快速发挥；此外还可能在运动中产生对固有频率的自振，难以维持随动系统的平衡，不能满足快速跟踪要求。第二类非金属表面镀/复金属反射层天线，如中国专利93104282.8所述，由玻璃钢复合材料作基体，反射面热喷涂金属铝；中国专利92103663.9所述由玻璃钢构成抛物面天线，内部铺设铜网；中国专利93238043.3所述，以塑料作基质口面，表面通过金属和塑料混合层覆以金属反射面。此类天线为保证有足够的刚度和强度及型面精度，通常需做得较厚，因此重量也相对较大(玻璃钢比重为2.1-2.75)，而且也因玻璃钢刚度不足，会产生弹性变形，不利于型面精确保型，影响型面精度，通常只能用于固定天线，难以用作移动载体作接收天线；另外，玻璃钢/塑料为绝缘体，电镀沉积金属困难，因此只能喷涂铝粉，而喷铝表面粗糙，又会对信号接收造成影响；再就是喷铝与非金属基体结合性相对较差，时间长容易造成分层剥落，降低接收效果。第三类由非金属层内夹有金属颗粒组成反射层，如中国专利92109036.6公开的在玻璃纤维增强材料中掺入2-10％的铁、铝、铜金属粉，这种天线存在问题与第二类大至相仿，并且金属颗粒组成反射层，不仅难以分布均匀，而且反射面粗糙，同样影响接收效果。
面型天线信号接收效率，不仅与口面形状有关，而且型面精确度、反射面粗糙度等均对天线接收信号影响较大，尤其是作为移动载体接收天线，对天线接收效率要求更高，因此确保在运动中天线型面精度，显得尤其重要，同时降低接收天线重量，对保证快速跟踪速度作用是十分明显的，因此需要进一步改进。
发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种重量轻，结构强度大，刚度好，型面精度尤其是运动过程中的型面精度保持好，接收性能好，制作简单的电磁波接收天线。
本发明目的实现，主要改进是采用碳纤维与玻璃钢/塑料等有机高分子材料复合，组成既有好的强度和刚度，重量又轻，型面保持性好的面型天线。具体说，本发明电磁波接收天线，包括呈面型的曲面天线，其特征在于所说曲面天线由碳纤维层和高分子有机材料层复合组成，所说碳纤维层构成天线接收反射面，高分子有机材料层为支撑层。
本发明所说碳纤维层，可以是碳纤维织物如有纬或无纬编织布，也可以是碳纤维网胎(毡)等，其中尤以编织布最为合适，有利于成型制作和型面保持，刚度也好。所说高分子材料支撑层，可以是玻璃钢、高强塑料等耐候性好、强度大的高分子及高分子复合材料，其中尤以玻璃刚最为合适，不仅强度高，而且易于加工制作，还有利于制造过程中碳纤维层型面的保持。两者的复合，可以是在制作过程中复合，也可以是将碳纤维和高分子有机材料分别成型，然后复合。碳纤维层有较小厚度即具有相当刚度，因此其厚度可以小于支撑层，根据天线大小确定适合的碳纤维层厚度，有利于降低成本，一般碳纤维层取1-5mm，就具有足够强度和刚度。碳纤维层过薄，将影响天线型面强度、刚度和型面尺寸保持，过厚虽强度和刚度增加，但又会增加天线成本。一般来说天线幅面大，碳纤维层宜厚一些，幅面较小可以薄一些。通过在背面周边增设凸出的加强筋，可以适当减薄天线厚度。
本发明复合天线，可充分发挥碳纤维的强度、刚度好，重量较轻，容易成型，定型后保型好的优点，其支撑层作用主要是为了减少碳纤维用量，降低天线造价；选择高分子有机材料作天线型面支撑层，一是因其具有一定强度，二可降低天线制造成本，三制造也相对容易。高分子有机支撑层，过薄则会增加天线成本，过厚又会导致重量增加，这些都是不需要的，根据天线型面大小，其厚度有2-6mm已足够了。
本发明为进一步提高天线型面质量，保持接收面较高光洁度和良好的导电率，还可以在碳纤维反射面涂载金属层或导电胶(涂料)，使之形成更光洁的反射面和具有更好的导电性能，以提高接收信号质量。所说金属涂层，可以通过电镀方式沉积铜等高导电金属材料；也可以通过诸如等离子喷涂方式涂载金属层如铝粉，等等。但其中尤以电镀铜质量较好。
本发明电磁波接收天线，由于采用重量轻，强度、刚度、可塑性、固型性、导电性、耐候性均好及基本无弹性变形的碳纤维作天线接收型面，因此只需较薄厚度，就有很好强度和刚度，背面复以有机高分子材料支撑层，尤其是玻璃刚，两者具有很好的互补作用，不仅有利碳纤维固型，而且还可大大降低天线制造成本，耐候性也好，使用寿命可与碳纤维相匹配。本发明复合天线，不仅具有制造简单，制造成本低，而且重量轻(碳纤维比重1.4)，强度和刚度高，固型性好，成型后基本无回弹变形，型面精度保持好，长期使用不变形，抗腐蚀性也好。本发明天线，尤其用于移动载体作接收天线，不仅天线重量得到大大减轻，可较铝合金天线减重一半以上，转动惯量大大减小，系统随动跟踪反应快，滞后量小，更有利于运动中快速跟踪信号，可明显提高搜索和跟踪速度；而且在运动中型面保持性好，接收信号好，效率高。在碳纤维表面再涂载导电层，天线接收反射面致密、光洁，反射聚焦性能好，可减少反射损失，更可提高天线增益，提高天线接收性能，本发明天线尤其是用于移动载体，效率可提高20％～25％左右。
以下结合四个具体实施方式
，进一步说明本发明，但实施例天线形状不是对本发明的具体限定。
图1为第一实施例截面剖视结构示意图。
图2为第二实施例俯视图。
图3为第三实施例截面剖视结构示意图。
图4为第四实施例截面结构示意图。
具体实施例方式
实施例1参见图1，抛物面天线，由碳纤维编织布层1构成反射面，背面复合玻璃钢支撑层2。
实施例2参见图2，如实施例1，火车用标准抛物面切成的0.6×0.4M切割抛物面天线，厚4mm左右，由2mm的碳纤维编织布层构成反射面，背面复合2mm的玻璃钢支撑层，背面周边有凸出的加强筋。此天线重量仅为0.95kg(0.8×0.4M切割抛物面铝合金天线重3.0kg)。
实施例3参见图3，如前述，天线由四层复合组成，接收反射面为薄的碳纤维层1，背面复以薄的玻璃钢层2，玻璃钢外侧为轻质填充层3(如无机填充料或有机发泡层)，最外层为玻璃钢层4。此结构主要用于较大幅面天线，充填轻质层，可减少碳纤维及玻璃钢厚度，降低天线整体重量和造价，并保证大幅面天线有足够的强度和刚度。
实施例4如前述，天线碳纤维反射面镀/涂有铜等金属反射层或涂刷有导电胶5。
本发明反射面金属涂层，还可以采用其他方式复载，以及复载其他金属，例如等离子喷铝；碳纤维层还可以采用网胎或网状织物等，这些均属本发明保护范围。
本发明天线同样适用于固定接收天线。
权利要求
1.一种电磁波接收天线，包括呈面型的曲面天线，其特征在于所说曲面天线由碳纤维层和高分子有机材料层复合组成，所说碳纤维层构成天线接收反射面，高分子有机材料层为支撑层。
2.根据权利要求1所述电磁波接收天线，其特征在于所说碳纤维层为碳纤维编织布。
3.根据权利要求1或2所述电磁波接收天线，其特征在于所说高分子有机材料层为玻璃钢。
4.根据权利要求3所述电磁波接收天线，其特征在于所说碳纤维层厚1-5mm。
5.根据权利要求3所述电磁波接收天线，其特征在于所说天线为标准抛物面切成的0.6×0.4M切割抛物面天线。
6.根据权利要求4或5所述电磁波接收天线，其特征在于所说天线厚约4mm左右，碳纤维和玻璃刚厚约各半。
7.根据权利要求6所述电磁波接收天线，其特征在于所说天线背面周边有凸出的加强筋。
8.根据权利要求3所述电磁波接收天线，其特征在于所说碳纤维反射接收面涂载有金属层或涂布有导电胶。
9.根据权利要求8所述电磁波接收天线，其特征在于所说金属层为电镀铜。
10.根据权利要求3所述电磁波接收天线，其特征在于所说天线层厚中有轻质填充层。
全文摘要
本发明是关于对接收电磁波信号面型微波天线的改进，尤其适用于作移动载体卫星接收天线，其特征是天线型面由碳纤维层和高分子有机材料层复合组成，所说碳纤维层构成天线接收反射面，高分子有机材料层为支撑层。本发明碳纤维型面复合高分子材料天线，不仅制造简单，成本低，而且强度和刚度好，抗腐蚀性也好，固型性好，成型后基本无回弹变形，型面精度长期使用不变形；并且重量轻，可较铝合金天线减重约一半以上，尤其用于移动载体作接收天线，可明显提高搜索和跟踪速度，用于移动载体，效率可提高20％～25％左右。
文档编号H01Q15/14GK1564376SQ20041001453
公开日2005年1月12日 申请日期2004年3月30日 优先权日2004年3月30日
发明者董乃涵, 储开强, 曹茂祥, 王龙 申请人:北京科迪安科技有限公司, 无锡市科迪安科技有限公司