一种耐冲击宽频透波天线罩的制作方法

1.本发明属于透波结构领域，尤其是一种耐冲击宽频透波天线罩。


背景技术：

2.天线罩作用是保护天线和天线系统免受外界恶劣环境如风沙、雨雪、冰雹、盐雾、尘土、昆虫及高低温天气的损害，同时给天线系统提供电磁窗口，通常是由天然或人工合成复合材料制作成的物理隔离环境。飞机上使用的天线罩在设计时主要考虑电气性能，对结构强度要求不高。但随着战场的复杂性一再提高，天线罩需要承受较大的冲击，尤其是低速冲击。天线罩产品一般安装在较为突出的位置，如飞机机头或机腹、车顶、船头等，这些地方很容易遭受到外来物的冲击，这些冲击损伤主要来自鸟撞、冰雹以及飞机在起飞或降落过程中跑道上飞溅起的碎石等。天线罩在维护过程中还可能遭受工具坠落等冲击损伤。这些均属于低速冲击。而且低速冲击造成的损伤一般比较隐蔽，表面难以发现，低速冲击已成为影响天线罩寿命的重要原因之一。但是目前成熟的天线罩结构均以满足电气性能为先，满足电气性能的同时大幅提高力学性能的透波天线罩国内外较少报道。
3.目前天线罩应用较为广泛的树脂主要为环氧树脂、氰酸酯、聚酰亚胺及酚醛树脂等，自身性能无法兼顾介电及抗冲击性能，不能满足现有天线罩越来越复杂的工况。另外，天线罩的设计主要是针对一个电磁波频率设计一个范围，没有具体的数据可以直接使用，在实际应用过程中需要反复的试验天线罩需要设计哪种具体的数据，才能进行相关制作，周期耗时长且浪费人力。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种耐冲击宽频透波天线罩。
5.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
6.一种耐冲击宽频透波天线罩，包括天线罩体和法兰结构，所述法兰结构设在天线罩体内壁底部，用于与雷达壳体外侧贴合；
7.天线罩体和法兰结构的材质均为增强纤维的内外蒙皮与泡沫芯层构成的夹层结构，内外蒙皮和泡沫夹芯之间利用聚双环戊二烯树脂灌注连接。
8.进一步的，所述增强纤维的内外蒙皮中的增强纤维为聚乙烯纤维、芳纶纤维、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丁二烯及聚丙烯中一种或多种；
9.所述增强纤维的内外蒙皮中的增强纤维的质量百分比为20％～40％。
10.进一步的，所述泡沫芯层的材质为pmi泡沫、聚醚砜泡沫或气凝胶。
11.进一步的，所述增强纤维的内外蒙皮的厚度为0.2～2mm，泡沫芯层的厚度为2-8mm。
12.进一步的，所述天线罩为圆柱形，圆柱形天线罩高度为上表面直径的1/3～1/4。
13.进一步的，所述法兰结构上设有定位螺纹孔，所述定位螺纹孔与雷达壳体表面开设的螺纹孔对于设置。
14.进一步的，定位螺纹孔沿周向均匀分布，相邻的定位螺纹孔间隔20-40cm设置。
15.进一步的，所述天线罩在1-35ghz频段范围内平均损耗小于0.5db；
16.所述天线罩的f
cai
均值为11.54mpa。
17.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
18.一种耐冲击宽频透波天线罩，采用夹层透波结构，使用聚双环戊二烯树脂，在满足电气性能的基础上，可将冲击后压缩强度大幅提高在同一种厚度即可满足l—ka波段损耗小于0.5db，解决了宽频高频段天线罩设计时没有具体数据可以直接使用，需要耗费较长时间和人力摸索才能制作，甚至需要变厚度来增加工艺难度的问题。
附图说明
19.图1为本发明的外观图；
20.图2为本发明的结构图；
21.图3为本发明的剖面图。
22.其中：1-天线罩体；2-法兰结构。
具体实施方式
23.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
24.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
25.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
26.为了解决现有技术中涉及宽频高频天线罩时抗冲击性能差的问题，同时没有数据可以直接使用，需要耗费较长时间和人力摸索才能制作，本发明通过引入聚双环戊二烯树脂成型天线罩，实现了在满足1-35ghz频段下损耗小于0.5db的同时抗冲击性能大幅提高，实现了保护天线表面的目的，延长了天线罩使用寿命，降低了天线罩更换率。
27.本发明提供了一种耐冲击宽频高频透波天线罩，设置在雷达壳体外侧，所述天线罩边缘设置有沿周向闭合的法兰结构，法兰结构与雷达壳体外侧相贴合。
28.参见图1和图2，图1和图2分别为本发明的外观图和结构图，从图中可以看出，本发明的耐冲击宽频高频透波天线罩，包括圆柱形天线罩体1和与雷达壳体外侧相贴合的法兰结构2。在使用时，天线罩体1扣在雷达上与雷达形成密封结构，达到保护天线表面不易氧化和受到破坏的作用，防止环境对天线工作状态造成影响和干扰。同时天线罩的高度和直径
及天线罩厚度，保证了电磁波更多的入射到雷达天线罩范围内，有效减少反射，从而减少对天线方向图的影响，降低雷达天线罩对天线的电磁辐射性能的影响。具体的，圆柱形天线罩1的高度为上表面直径的1/3～1/4，以保证电磁波更多的入射到雷达天线罩范围内，有效减少反射，从而减少对天线方向图的影响，降低雷达天线罩对天线的电磁辐射性能的影响。法兰结构2与雷达壳体之间设置有定位螺纹孔，所述定位螺纹孔与雷达壳体表面开设的螺纹孔适配，定位螺纹孔每隔20-40cm设置一个，沿所述侧面结构的周向方向均匀分布。确保雷达天线罩和雷达连接的稳定性和连接力的均衡性。
29.参见图3，图3为本发明的剖视图，从图中可以看出，天线罩的厚度各处一致，厚度为5-10mm。
30.本发明的天线罩采用增强纤维内外蒙皮加芯层的夹层结构，内外蒙皮和泡沫夹芯使用聚双环戊二烯树脂灌注连接；天线罩在1～35ghz频段范围内平均损耗小于0.5db。
31.其中，增强纤维为聚乙烯纤维、芳纶纤维、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丁二烯、聚丙烯等其中任何一种或者几种的组合，其含量优选为20-40％；所述芯层原料采用pmi泡沫、聚醚砜泡沫、气凝胶；所述透波结构内外蒙皮厚度为0.2—2
㎜
，透波结构芯层厚度为2-8mm。
32.对本发明的耐冲击宽频高频透波天线罩进行冲击后压缩强度性能测试，测试如下：
33.一、测试依据
34.astm d7136《测量纤维增强聚合基复合材料对落锤冲击事件的损伤阻抗的标准试验方法》
35.astm d7137《含损伤聚合物基复合材料板压缩剩余强度性能的标准试验方法》
36.二、测试方法
37.1)对试件进行打磨，使试件刚好被夹具卡住，打磨时应反复比对夹具以防止打磨过度，之后用酒精擦拭清洁试件表面。
38.2)对试件进行标号。利用精度为0.01的数显游标卡尺测量试件任意三处的长度、宽度和厚度，并取平均值进行计算。
39.3)安装试样并将冲头对零，将速度传感器调至与落锤试验机传感器齐平的位置以记录冲头与板刚好接触时的速度及之后的速度历程。调整好保护装置，防止冲击后冲头发生二次冲击。
40.4)设置采样频率2hz，按照事先确定的试验能量矩阵，设置冲击能量加载使落锤上升到对应高度进行试验，并记录试验数据。
41.5)调整试验机的相对位置，将试验件安装到压缩夹具上，安装过程中注意试件的对中性。
42.6)设定试验机的参数，试验前对试验机载荷和位移进行清零。应变采集速率为2hz，试验机以0.009mm/min的速度开始进行试验，直至试件破坏。
43.7)将试样安装到压缩剩余强度夹具上，安装时使试样的机加端面与夹具上下两半的端面齐平，从而使损伤部位处于夹具的中心。
44.8)设定采集频率为2hz，对控制系统进行清零，以加载速度为1.25mm/min的速度进行试验，直至试件破坏，记录试验数据。
45.9)记录试验数据。按照astm d7137《含损伤聚合物基复合材料板压缩剩余强度性
能的标准试验方法》对数据进行计算。
46.三、测试结果
47.原结构f
cai
均值为4.49mpa，而本发明的耐冲击宽频高频透波天线罩的f
cai
均值为11.54mpa，耐冲击性能明显得到了提高。
48.以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。