[发明专利]复合材料带状线天线加工方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料天线加工领域，具体是选用满足设计要求的复合材料，将多层微带线路板加工成厚度一致，胶层均匀，夹层之间无气孔、无皱褶和其它杂质，表面平整、光滑且满足电性能要求的天线阵子。

技术背景

雷达的工作原理是：发射电磁波波束，遇到所探测目标后返回回波，经接受和数据处理后，确定所探测目标及与雷达的距离。雷达发射和接收的功能需要天线来完成，带状线天线以其结构紧凑、损耗小等优点应用于现代雷达中。

由于微带电路设计复杂、精密(微带线路最细处只有0.12mm)，微带板尺寸大而薄(尺寸为2400mm长×200mm宽×0.035mm厚)，因此对加工要求非常高。对平面度、层间气泡，杂质控制有很高的要求。所以带状线天线单体加工难度较大。首先要解决天线的结构材料的选型问题，确保夹芯材料、蒙皮的电性能和机械性能要求；其次要摸索天线的加工工艺，选择合适的加工方法，并确定相应的工艺参数，稳定工艺操作过程，确保天线的加工满足使用要求。

而目前国内加工的微带天线结构基本是蜂窝夹芯结构，在平面度、重量及电性能一致性方面都待提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种带状线天线加工方法，使生产的尺寸大而薄的带状天线厚度一致，胶层均匀，夹层之间无皱褶和杂质，表面平整、光滑、防水，电性能一致。

本发明解决问题的技术方案是：复合材料带状线天线单体由芯材、胶膜、蒙皮多层材料采用真空袋模压法粘接压合而成，加工方法包括天线材料选择、专用模具设计和确定工艺参数，并按加工流程制作天线，其具体过程如下：

(1)天线材料选择

带状线天线单体结构由芯材、胶膜、蒙皮多层材料构成，其芯材选用瑞士进口聚醚型酰亚胺泡沫R-82(PEI，AIREX公司)，胶膜选用丙烯酸胶膜(AFA九江福莱克斯有限公司)，蒙皮选用中温固化阻燃环氧纺纶布预浸料(3233/914，北京航材院)；

(2)模具设计和加工

天线加工模具包括主要模具、裁剪模具和插头模具，

a.主要模具用于天线加工的铺层、真空袋的封装、固化，尺寸为2600mm×360mm×240mm，表面经精磨处理，工作面平面度为0.4mm，工作面上有六个销钉，精确控制天线位置；

b.辅助模具用于铺层压平，确保天线表面的平整度要求，尺寸为2400mm×220mm×4mm，工作面有六个椭圆孔，防止天线微带线在粘接固化过程产生皱褶和弯曲；

c.裁剪模具裁剪用的标准模板，保证天线材料下料时尺寸一致；

(3)工艺参数确定

通过试验获得夹芯粘接曲线和蒙皮粘接曲线，用以确定各工序固化温度和时间参数，保证天线的工艺一致性。

本发明的复合材料带状线天线在加工过程中，要在天线夹层中间要焊接插头，因此将天线先分I、II两部分粘接，将插头与I、II两部分焊接后，再将两部分再粘接，整个工艺流程按如下步骤进行：准备天线用料、半成品I的粘合、半成品II的粘合、焊接插头、粘合半成品I和II、粘蒙皮、外形加工和封边。

本发明所具有的有益效果：

(1)采用真空模压法加工带状线天线，通过试验选择了专用的复合材料和胶膜，并进行了夹层设计，设计了专用工装，解决了复合材料粘接、天线外形加工及密封等工艺问题。所加工的带状天线满足电性能要求和机械性能要求，通过了产品各类环境试验；

(2)加工的天线具有重量轻、成本低、加工效率高等特点。雷达正常工作时天线升高20多米，对天线的重量有严格要求(设计重量≤36Kg)。加工的天线一套总重量为26Kg，比设计重量减轻10Kg，大大减少了升降的动力，缩短了加工周期，降低了天线制造成本。

(3)本发明的微带天线采用泡沫夹芯结构，比较蜂窝夹芯结构，具有重量轻、平面度好、内部杂质少、电性能一致性好等优点。

附图说明

图1本发明带状线示意图

图2工艺流程图

图3主要模具图片

图4辅助模具压板图片

图5夹芯粘接曲线

图6蒙皮粘接曲线

具体实施方式

下面以某雷达天线为例，来说明本发明的具体实施方式。该类天线是复合材料带状天线，由24个阵子组成，每个阵子的外形尺寸为2400mm×200mm×10mm，由三层微带线路板1、两层芯材2、两层蒙皮3及六层胶膜共11层压合粘接而成，如图1所示。

天线的加工要进行如下工作：