本發(fā)明涉及航空型天線罩制備技術領域，具體涉及一種含立體輻射體樹脂基復合材料天線罩及其成型方法。
背景技術：
天線罩作為天線附件，其主要功能為對抗外部復雜氣候環(huán)境，保證內(nèi)部天線工作環(huán)境正常，實現(xiàn)其“全天候”、“全天時”工作，增加天線的可靠性和使用壽命。天線罩常用材料有塑料、陶瓷及復合材料，其中樹脂基復合材料以高比強度、高比模量、可設計性強、耐腐蝕等特點在機載、艦載和車載天線罩領域應用廣泛。近年，天線與天線罩的設計界面逐漸模糊，“隨行天線罩(天線輻射體與天線罩共形)”概念的提出更突出了二者一體設計的重要性。以天線罩為輻射體支撐，采用合適的工藝方法將輻射體固定于天線罩內(nèi)表面，可實現(xiàn)其立體輻射功能，增大信號傳播的范圍。對于樹脂基復合材料天線罩，輻射體多采用金屬轉移方法制備，但當天線罩直徑較小、深度較大時，金屬轉移過程中轉移膜易損傷，輻射體完整性較差。航空天線罩設計中需考慮氣流作用，多為細長形結構，長徑比較大，以金屬轉移法制備輻射體失敗率較高，且精度控制較差。
技術實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種含立體輻射體樹脂基復合材料天線罩及其成型方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：
本發(fā)明提供了一種含立體輻射體樹脂基復合材料天線罩，包括從內(nèi)到外依次設置的輻射體層、內(nèi)層預制體層和外層罩體層；所述輻射體層由鋁箔、銅箔、碳納米管薄膜、石墨烯薄膜、鋁基膠帶、銅基膠帶中的至少一種材料制備。
優(yōu)選地，所述輻射體層厚度為0.1～0.3mm。
優(yōu)選地，所述內(nèi)層預制體層和外層罩體層的材料均為纖維增強樹脂基復合材料。
優(yōu)選地，所述纖維增強樹脂基復合材料中，纖維包括玻璃纖維、高硅氧纖維、石英纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維、滌綸纖維中的至少一種，樹脂基體包括環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯、酚醛樹脂、有機硅樹脂、聚芳基乙炔樹脂、氰酸酯樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂中的至少一種。
優(yōu)選地，所述內(nèi)層預制體層的厚度小于1mm。
優(yōu)選地，所述輻射體層通過直接粘接或采用膠粘劑膠接的方式貼覆于內(nèi)層預制體層內(nèi)側。
優(yōu)選地，所述膠粘劑包括環(huán)氧及其改性膠黏劑、酚醛及其改性膠黏劑中的至少一種，膠層厚度小于0.2mm。
本發(fā)明還提供了一種含立體輻射體樹脂基復合材料天線罩的成型方法，包括內(nèi)層預制體層成型、輻射體貼覆和外層罩體層成型的步驟。
優(yōu)選地，所述內(nèi)層預制體層成型的步驟具體包括：將金屬芯模預熱至60～80℃，在芯模表面鋪覆2～3層纖維增強樹脂基復合材料預浸布，按照樹脂要求固化制度進行固化成型，即得內(nèi)層預制體層；
所述外層罩體層成型的步驟具體包括：將貼覆有輻射體層的內(nèi)層預制體層套于金屬芯模外，按照天線罩尺寸要求在內(nèi)層預制體層外表面進行鋪覆纖維增強樹脂基復合材料預浸布，再按照樹脂要求固化制度進行固化成型，即得所述天線罩。
優(yōu)選地，所述固化成型方法包括模壓成型、熱壓罐成型、真空導入成型中的一種。
優(yōu)選地，所述纖維增強樹脂基復合材料預浸布中的樹脂含量為30wt％～45wt％，揮發(fā)分含量1wt％～4wt％。
優(yōu)選地，所述固化成型后的內(nèi)層預制體層切割為兩瓣，露出內(nèi)表面并打磨，打磨過程中需保護內(nèi)表面刻線。然后將輻射體層貼覆于內(nèi)層預制體層的內(nèi)表面，貼覆過程中確保輻射體層與內(nèi)層預制體層貼合良好。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
1、本發(fā)明制備的天線罩內(nèi)部輻射體無損傷，輻射體厚度均勻，最大電阻達0.5Ω，天線罩透波率在90％以上。
2、本發(fā)明的天線罩成型方法簡單，通過內(nèi)壁預制體成型，導電層貼覆實現(xiàn)輻射體與天線罩內(nèi)壁一體化，并以處理后的預制體作為芯模成型外層罩體，可簡化大長徑比、小尺寸天線罩內(nèi)部立體輻射體成型方法，提高輻射體內(nèi)部質量。
附圖說明
通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：
圖1為本發(fā)明的含立體輻射體樹脂基復合材料天線罩的結構示意圖；
其中，1-輻射體層；2-內(nèi)層預制體層；3-外層罩體層。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
本發(fā)明實施例提供了一種含立體輻射體樹脂基復合材料天線罩，如圖1所示，包括從內(nèi)到外依次設置的輻射體層1、內(nèi)層預制體層2和外層罩體層3；所述輻射體層1由鋁箔、銅箔、碳納米管薄膜、石墨烯薄膜、鋁基膠帶、銅基膠帶中的至少一種材料制備。
所述輻射體層1厚度為0.1～0.3mm。
所述內(nèi)層預制體層2和外層罩體層3的材料均為纖維增強樹脂基復合材料。
所述纖維增強樹脂基復合材料中，纖維包括玻璃纖維、高硅氧纖維、石英纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維、滌綸纖維中的至少一種，樹脂基體包括環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯、酚醛樹脂、有機硅樹脂、聚芳基乙炔樹脂、氰酸酯樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂中的至少一種。
所述內(nèi)層預制體層2的厚度小于1mm。
所述輻射體層1通過直接粘接或采用膠粘劑膠接的方式貼覆于內(nèi)層預制體層2內(nèi)側。
所述膠粘劑包括環(huán)氧及其改性膠黏劑、酚醛及其改性膠黏劑中的至少一種，膠層厚度小于0.2mm。
本發(fā)明實施例還提供了一種含立體輻射體樹脂基復合材料天線罩的成型方法，包括內(nèi)層預制體層2成型、輻射體1貼覆和外層罩體層3成型的步驟。
所述內(nèi)層預制體層2成型的步驟具體包括：將金屬芯模預熱至60～80℃，在芯模表面鋪覆2～3層纖維增強樹脂基復合材料預浸布，按照樹脂要求固化制度進行固化成型，即得內(nèi)層預制體層2；
所述外層罩體層3成型的步驟具體包括：將貼覆有輻射體層1的內(nèi)層預制體層2套于金屬芯模外，按照天線罩尺寸要求在內(nèi)層預制體層2外表面進行鋪覆纖維增強樹脂基復合材料預浸布，再按照樹脂要求固化制度進行固化成型，即得所述天線罩。
所述固化成型方法包括模壓成型、熱壓罐成型、真空導入成型中的一種。
所述纖維增強樹脂基復合材料預浸布中的樹脂含量為30wt％～45wt％，揮發(fā)分含量1wt％～4wt％。
所述固化成型后的內(nèi)層預制體層2切割為兩瓣，露出內(nèi)表面并打磨，打磨過程中需保護內(nèi)表面刻線。然后將輻射體層1貼覆于內(nèi)層預制體層的內(nèi)表面，貼覆過程中確保輻射體層1與內(nèi)層預制體層2貼合良好。
實施例1 EW200-1000/酚-91氰酸酯天線罩成型
1、材料選擇
增強體為E玻璃纖維布，牌號EW200-1000，基體樹脂為氰酸酯，牌號酚-91。輻射體為銅基膠帶，膠帶厚度0.1mm。
2、內(nèi)層預制體成型
以丙酮稀釋酚-91樹脂，丙酮加入量為樹脂重量的1/3～1/2，以稀釋后的膠液浸潤預烘后的EW200-1000玻璃纖維布，預浸布含樹脂量(35～45)％，揮發(fā)分含量(2～3)％。芯模預熱至80℃，保溫30min，將按要求裁剪的預浸布鋪于芯模表面，鋪層數(shù)量為2層。以錦綸絲帶裹覆外表面，放于烘箱中進行固化，固化制度120℃/1h+180℃/3h。固化后冷卻至60℃，除去錦綸絲帶，打磨制品外表面，除去飛邊。沿外輪廓線進行切割，將預制體分為兩分瓣。裸露出預制體內(nèi)表面。
3、輻射體貼覆
打磨預制體內(nèi)表面，打磨時保護內(nèi)表面刻線。按刻線輪廓貼服輻射體，并以手術刀進行修整。
4、外層罩體成型
天線罩整體厚度2mm，預浸布單層厚度0.25mm，考慮成型壓縮比，天線罩整體層鋪層數(shù)為11層，除去預制體層數(shù)，還需整體鋪層9層。按120℃/1h+180℃/3h進行固化，成型壓力2MPa。
經(jīng)制品解剖，天線罩內(nèi)部輻射體無損傷，最大電阻0.5Ω。經(jīng)測試，天線罩透波率≥90％。
實施例2 石英纖維/酚-91氰酸酯天線罩成型
1、材料選擇
增強體為B型石英纖維，基體樹脂為氰酸酯。輻射體為鋁基膠帶，膠帶厚度0.1～0.3mm。
2、內(nèi)層預制體成型
采用熱熔法制備石英纖維/氰酸酯預浸布，樹脂含量(40±2)％，揮發(fā)分含量(1～2)％。芯模預熱至60℃，保溫30min，將按要求裁剪的預浸布鋪于芯模表面，鋪層數(shù)量為2層。以錦綸絲帶裹覆外表面，放于烘箱中進行固化，固化制度80℃/0.5h+180℃/3h。固化后冷卻至60℃，除去錦綸絲帶，打磨制品外表面，除去飛邊。沿外輪廓線進行切割，將預制體分為兩分瓣。裸露出預制體內(nèi)表面。
3、輻射體貼覆
打磨預制體內(nèi)表面，打磨時保護內(nèi)表面刻線。按刻線輪廓貼服輻射體，并以手術刀進行修整。
4、外層罩體成型
天線罩整體厚度3mm，預浸布單層厚度0.2mm，考慮成型壓縮比，天線罩整體層鋪層數(shù)為20層，除去預制體層數(shù)，還需整體鋪層18層。按80℃/1h+180℃/3h進行固化，成型壓力2MPa。
經(jīng)制品解剖，天線罩內(nèi)部輻射體無損傷，最大電阻0.5Ω。經(jīng)測試，天線罩透波率≥95％。
本發(fā)明具體應用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。應當指出，以上實施例僅用于說明本發(fā)明，而并不用于限制本發(fā)明的保護范圍。對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進，這些改進也應視為本發(fā)明的保護范圍。