[发明专利]一种高增益复合材料天线的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于天线制备领域，特别涉及一种高增益复合材料天线的制备方法。

背景技术

作为在军用领域中不可缺少的通信系统单元，天线在民用领域也起到了越来越重要的作用，现如今，在交通工具上装有大量的天线。天线的发展趋势也逐渐变为轻质、隐蔽、稳定。将微带天线嵌入织物成为其中的一种方法，而在各类织物中，三维织物因为其良好的整体性而具备一定的优势，将微带天线嵌入三维织物复合材料，可以使其兼具天线性能以及良好的力学性能。而中空结构的复合材料天线能够有效减轻天线的质量，并且提高基质的介电性能，从而使天线增益有显著的提升。

传统复合材料天线的成型方法有手糊成型、喷射成型、树脂传递模塑成型法等。其中，由树脂传递模塑成型技术制备的成品表面光滑、树脂分布均匀、成型效率高，并且树脂传递模塑成型为封闭操作，不污染环境，不损害工人健康，原材料及能源消耗少，因此近年来被工业界广泛采用。但是传统的树脂传递模塑成型法所制备的复合材料为实心结构，树脂的大量填充虽然保证了较好的力学性能，但是导致了更多的介电损耗，从而使天线的增益性能较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高增益复合材料天线的制备方法，该方法制备工艺简单，成本低，经济效益好。在保证树脂均匀覆盖的前提下，制备高增益复合材料天线，解决了传统树脂传递模塑成型法难以制备高增益复合材料天线的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种复合材料天线的制备方法，其特征在于，包括：用三维织机织造微带天线预制件，将微带天线预制件放置于模具中，将树脂和空气交替的抽入模具内，待树脂分布均匀后继续保持空气的抽入，使多余的树脂随空气流抽出，固化，脱模，得到复合材料天线。

优选地，所述的微带天线预制件为三维织物，所述的三维织物的表层和最底层的经纬纱采用铜绞线，三维织物的其余纱线均为玻璃纤维。

优选地，所述的微带天线预制件包括辐射元和用于支撑辐射元的基体，所述的辐射元与基体的最底层通过馈电线实现电连接。

优选地，所述的模具的尺寸根据微带天线预制件的尺寸设计。

优选地，所述的将微带天线预制件放置于模具中的方法包括：将微带天线预制件置于上下两层玻璃板之间，微带天线预制件的上面与上层玻璃板之间以及微带天线预制件的下面与下层玻璃板之间均设置塑料膜，玻璃板和塑料膜上涂覆脱模剂，形成模具预制件，将预制件的四周密封，完成模具制备。

优选地，在将树脂和空气交替的抽入模具前，确定抽吸的压力、树脂的粘度以及树脂和空气的交替频率中的至少一种，使树脂渗透进入微带天线预制件的纱线内部并且多余树脂不停留于模具内从而防止堵塞纱线之间的空隙。

优选地，所述的微带天线预制件为织物垂直方向有连接作用的纤维集合体。

更优选地，所述的微带天线预制件为三维正交结构，三维角连锁结构，三维间隔织物，或缝合或者粘合而成的多层织物。

优选地，所述的塑料膜为聚四氟乙烯膜、聚酯膜、聚乙烯醇膜或聚乙烯膜，或带有聚四氟乙烯、聚酯、聚乙烯醇或聚乙烯涂层的表面光滑的膜状织物。

优选地，所述的树脂为热固性树脂。

优选地，所述的树脂为环氧树脂，丙烯酸树脂，不饱和聚乙烯树脂或酚醛树脂等低介电损耗的树脂。

优选地，所述的树脂中添加有树脂稀释剂，树脂稀释剂与树脂的体积比为10～60∶100。树脂稀释剂的添加量根据织物结构和稀释剂种类调节。

更优选地，所述的树脂稀释剂为活性稀释剂或非活性稀释剂。

更优选地，所述的活性稀释剂为AGE(C12-14脂肪缩水甘油醚)，501(丁基缩水甘油醚)和622(1，4-丁二醇缩水甘油醚)中的至少一种。

更优选地，所述的非活性稀释剂为无水乙醇和丙酮中的至少一种。

优选地，通过调节树脂的粘度、抽吸用真空泵的压力、以及树脂和空气的交替频率中的至少一种，来实现在将树脂和空气交替的抽入模具内时，微带天线预制件的中空度的调节。

本发明在真空辅助树脂转移成型法的基础上进行改进，利用了三维织物结构具有垂直捆绑纱的特点，采用真空压力下，使树脂部分浸入三维织物的方法，得到高中空度的复合材料结构。而该结构即使在有很高的中空度的情况下依然能保持很好的力学性能和抗分层能力。从而获得质量轻，力学性能好，增益性能高的优点复合材料天线。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明利用真空辅助转移成型法，在保持树脂均匀浸润的基础上，制备高增益复合材料天线。