高强高模杆状天线的研制

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1、#""#年第,期玻璃钢0复合材料#,""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""高强高模杆状天线的研制丁尚宗（北京玻璃钢研究设计院!"#!"!）摘要：本文文就某型潜艇用杆状天线的研制进行了详细的论述，并对其材料选择，工艺路线的确定以及对其性能测试进行了分析。关键词：高强高模碳纤维复合材料天线!前言兼具了<’""0,##;的高强度和82"02#!!的高模量，最早的复合材料天线是$%&天线，同金属天线是一种力学性能优异的高模量碳纤维增强树脂基复相比，其重量明显减轻，耐腐

2、蚀性好。尽管$%&本合材料。82"90:$.;"复合材料具有较好的耐高温身不导电，但是通过表面铺覆金属层可以达到目的。性能，在高温下有较好的弯曲强度、模量和剪切强度由于复合材料具有密度低、比强度高、比模量高等优保持率；82"90:$.;"复合材料具有较好的耐温湿热性能。本文采用82"90:$.;"预浸布搓卷模压点，尤其是独特的材料可设计性，可以广泛用来制造天线、馈源、天线罩、波导等雷达结构件，对提高天馈成型天线承载部件。预浸布单位面积纤维质量为!’"=,*04#树脂含量为2"=’(，挥发物含量!系统的性能指标具有重要的意义。尤其是碳纤维复合材料制造

3、的天线部件有很多优点。首先是减重约!+"(。首先搓卷成型碳纤维杆件，然后采用模压工艺固化，模具见图#所示。固化制度为!#,1保温’"(左右。对一台雷达来说，天线重量减少!)*，驱动部分重量可以减轻#)*。显然，碳纤维复合材料#>，升温速度!104?@。由于预浸布能够保证树脂含量的均匀性，所以制得的碳纤维杆件能够保证良在减轻重量方面具有无可比拟的优越性。树脂基碳纤维复合材料的热膨胀系数很小（!+,-!"./01），好的直线度，直线度可达"+,。该天线全长/4，为运大大低于铝材的热膨胀系数（#2-!"./01），制成的输方便，将其分为’段，每段#米。其

4、结构由图#所示。天线系统在使用过程中，尺寸稳定性高。碳纤维复合材料具有较低的热容量和导热性，它的结构零件在不稳定的环境中能经受较高的热变化，且尺寸稳定性很好。早在3"年代初期，美国“海盗”号火星宇宙飞船上就运用了一种抛物面天线反射体，该反射体为直径!+#4的碳纤维复合材料蒙皮。欧洲5%6.!卫星上的合成孔径雷达天线也采用碳纤维复合材料制作裂缝波导阵，用金属件联结各波导。波导内外径经金属化处理，整个天线重量是铝制天线的!0’。本文采用高弹性模量碳纤维复合材料，高性能树脂基绝缘材料，对制造某型舰载天线的工艺过程图!组合模具剖面进行详细论述。#成型工艺#

5、+!天线承载部件从天线的实际使用环境来看，它需要很高的强度和弯曲模量，很低的吸水率，以及由于其高频电流的作用，要求在高温下具有很好的强度和模量保留图#天线结构率。从文献!7#的研究结果可以看出，82"90:$.#+#绝缘层;"复合材料的综合性能指标明显优于82"02#!!和从文献’72的研究发现，氰酸酯树脂具有低介<’""0,#;;复合材料，兼具了<’""0,##;复合材料，电系数（#+;7’+#）和极小的介电损耗正切值（"+""#万方数据A%&0B8#""#+CDE,%J高强高模杆状天线的研制%""%年’月####################

6、############################################!"#""$），高玻璃化温度（%&"!%’"(），低收缩率，一种介电性能良好的树脂体系。氰酸酯改性环氧树小吸湿率（)#*+），优良的力学性能和粘度性能等，脂有较好的耐湿热性能，抗冲击性能以及很低的吸并具有与环氧树脂相似的加工工艺性，可在),,(湿率和优越的电性能。其电性能优于胺固化环氧树下固化，在固化过程中无挥发性小分子产生。它是脂和-./0.12树脂，如表)所示表)几种改性环氧树脂及其他树脂的介电性能性能134-25-2167.8,%"5-216712167均

7、聚物-./0.1293.12511:1（;).<=）>#)>#>%#’>#*&#)1（?).<=）"#")>"#"),"#""*"#")*"#">>氰酸酯树脂在固化反应中生成的三嗪环网络结构>产品性能测试使整个大分子形成一个共振体系。这种结构使氰酸酯产品性能测试见表%所示。在电磁场作用下，表现出极低的1?和低而稳定的介电表%产品各项性能测试常数。当频率发生变化时，这种分子结构对极化松驰测试项目达到的指标检测标准等不敏感，因而氰酸酯又具有使用频率带宽（$!)""<=）抗拉强度5.FG)>&"3->>*%0$%的特点。同时，在很宽的温度范围内，它的介电

8、性能变抗弯强度5.FG)>&"3->>*J0$%化很小，例如2@AB7-树脂浇铸体在常温下的1?C抗弯模量53FG)*’3