碳纤维用途之高精度天线

2013-07-29 08:02:38 104

    随着我国通讯业的发展, 通信卫星日益显示出其重要地位。通信卫星上的通讯天线系统是其关键设备,为了提高通信卫星信号的收发效率, 减少信号损失, 对卫星天线的制造精度要求很高。卫星天线暴露在环境中, 天线材料和天线结构必须经受住空间环境的考验。碳纤维复合材料因其极小的线胀系数, 弹性模量与密度、线胀系数之积的比值远高于金属材料, 而被天线专家们誉为理想的天线结构材料。复合材料天线反射体的结构形式有夹层结构、薄板(壳)结构两种。夹
层结钩天线是以一定厚度的内外蒙皮与轻质的蜂窝或泡沫材料为夹芯而形成截面较厚的均质结构, 其特点是质轻、刚性好, 有较好的抵御应力变形的能力, 是保障天线型面精度的较佳结构形式, 故多为天线设计者所采用。由于碳纤维复合材料的比强度和比模量都很高,用其制备薄板式天线, 强度、刚性远比铝质天线高, 且薄板式结构的天线面板薄、导热快,阳光不均匀照射所造成的面、背和侧的温度梯度小, 热应力变形小, 更有利于恶劣环境下型面精度的保持。因此, 薄板
式结构也不失为抛物面天线的一种良好的结构形式。目前星载天线的结构材料已被碳纤维复合材料一统天下。地面各种口径的毫米波、亚毫米波的高精度、高稳定性CF复合材料抛物面天线已在世界工业发达国家成功应用。碳纤维复合材料及其应用技术的研究已引起高精度抛物碳纤维复合材料天线结构设计及成型工艺的一场变革。电子工业部第三十九研究所研制了低膨胀、高居里温度的精密合金模具材料和中温固化环氧树脂/体系,并采用铺层设计和转移法金属化技术, 最终研制出口径为1000mm, 型面精度达到0. 131mm的高精度、薄板式环氧树脂/碳纤维复合材料抛物面天线。西北电子设备研究所选择了具有高比刚性、高比强度、低线胀系数的环氧树脂/碳纤维复合材料, 用手工铺层、热压罐成型的工艺方法制得了环氧树脂/碳纤维复合材料卫星天线肋条。经检测表明, 肋条达到设计要求, 并将应用于某星载通信天线系统。

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