共形天線、制造共形天線的方法及材料的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種共形天線，包括：殼體，所述殼體由復合材料構成，所述殼體包括一層或多層預浸料；以及形成在所述殼體上或所述殼體圍成的內部空腔中的天線單元。本發明還提供制備所述共形天線的方法，以及一種可用于天線的改性氰酸酯樹脂及其用途。本發明提供了一種具有寬角度掃描范圍和全方位覆蓋、同時使飛行器高速飛行時仍然保持良好的空氣動力學性能的天線。
【專利說明】共形天線、制造共形天線的方法及材料
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種天線及其制造材料，尤其涉及一種共形天線及其制造材料。
【背景技術】
[0002] 隨著航空航天、導航制導等領域的科技水平的高速發展，對電子系統的體積、重 量、性能的要求越來越高。由于雷達、電子戰用的干擾機、導彈預警設備、導航設備等各種復 雜電子設備的使用，現代飛行器采用了大量天線系統。為了滿足這些電子設備的高精度要 求，迫切需要電磁兼容性好、抗電子干擾、雷達散射截面（RCS)小、具有隱身/反隱身性能的 天線系統。
[0003] 現代飛行器上采用的天線一般安裝在飛行器周身，例如分布于飛行器頭部、機翼 上方或下方。為了解決高溫、空氣動力負荷對天線帶來的影響，飛行器上的天線通常被置于 天線罩內。對于預警機，在機身背部還需要整流天線罩用來包容大的天線以及加大探測范 圍。圖1中示出了目前常用一種機載全向警告天線。如圖所示，該全向警告天線為等角螺 旋天線，并且需要安裝在大型天線罩內。
[0004] 為滿足空氣動力學的要求，天線罩首先做成流線形結構。但是，天線在天線罩內掃 描時入射角變化大，難以得到最佳的電氣性能。如果不是流線形結構，形狀可以是圓柱形、 球形或拋物面形，這種垂直入射天線罩的電氣性能較好但是空氣動力學性能較差。而且，天 線罩對天線輻射波會產生吸收和反射，改變天線的自由空間能量分布，并在一定程度上影 響天線的電氣性能。因此，對于空天飛行器，天線系統的設計需要兼顧空氣動力學和高電磁 性能的要求，這是現代天線設計的一個難題。而且，隨著信息技術的發展，作戰空域的電磁 環境越來越復雜，機載雷達系統必須擁有更強大的抗電子干擾、抗雷達探測、抗反導導彈的 能力，這對機載雷達設備的天線系統提出了更高的要求。
[0005] 本領域需要一種具有寬角度掃描范圍和全方位覆蓋、同時使飛行器高速飛行時仍 然保持良好的空氣動力學性能的天線。
【發明內容】
[0006] 本發明的第一目的在于獲得一種具有寬角度掃描范圍和全方位覆蓋、同時使飛行 器高速飛行時仍然保持良好的空氣動力學性能的天線。
[0007] 本發明的第二目的在于獲得一種具有寬角度掃描范圍和全方位覆蓋、同時使飛行 器高速飛行時仍然保持良好的空氣動力學性能的天線的制備方法。
[0008] 本發明的第三目的在于獲得一種可用于天線的改性氰酸酯樹脂。
[0009] 本發明的第四目的在于獲得一種所述的改性氰酸酯樹脂的用途。
[0010] 本發明的第一方面提供一種共形天線，包括：
[0011] 殼體，所述殼體由復合材料構成，所述殼體包括一層或多層預浸料；以及 [0012] 形成在所述殼體上或所述殼體圍成的內部空腔中的天線單元。
[0013] 在本發明的一個【具體實施方式】中，所述天線單元形成在所述多層預浸料中的兩層 預浸料之間和/或形成在所述多層預浸料中的最外層預浸料的表面上。
[0014] 在本發明的一個【具體實施方式】中，所述預浸料是由纖維和熱固性樹脂形成的纖維 增強的熱固性樹脂。
[0015] 在本發明的一個【具體實施方式】中，所述纖維包括玻璃纖維、石英纖維、芳綸纖維、 碳纖維中的一種或多種。
[0016] 在本發明的一個【具體實施方式】中，不同層的預浸料含有不同的纖維。
[0017] 在本發明的一個【具體實施方式】中，所述熱固性樹脂包括環氧樹脂、改性氰酸酯樹 月旨、BT樹脂、或其組合中的任意一者。
[0018] 在本發明的一個【具體實施方式】中，所述改性氰酸酯樹脂由以下重量份的組分原位 聚合得到：
[0019] 50-94份氰酸酯；
[0020] 5-30份（甲基）丙烯酸甲酯單體或低聚物；
[0021] 5-30重量份POSS;以及
[0022] 任選的不高于前述組分總重量計算5%的惰性物質。
[0023] 在本發明的一個【具體實施方式】中，所述惰性物質為原位聚合所需的引發劑的分解 物或者為對所述原位聚合進行催化的催化劑。
[0024] 在本發明的一個【具體實施方式】中，所述的氰酸酯為雙酚A型氰酸酯、雙酚E型氰酸 酯、雙酚F型氰酸酯、雙酚M型氰酸酯、雙環戊二烯雙酚氰酸酯樹脂、四甲基雙酚F型氰酸酯 中的一種或它們的任意組合。
[0025] 在本發明的一個【具體實施方式】中，所述（甲基）丙烯酸甲酯的低聚物的聚合度為 2-20。
[0026] 在本發明的一個【具體實施方式】中，所述POSS為選自以下的一種或多種物質：
[0027]㈧如下式⑴所示的封閉的籠形倍半硅氧烷（RSiO1Jn,
[0028]
【權利要求】
1. 一種共形天線，包括： 殼體，所述殼體由復合材料構成，所述殼體包括一層或多層預浸料；W及形成在所述殼 體上或所述殼體圍成的內部空腔中的天線單元。
2. 如權利要求1所述的天線，其特征在于，所述天線單元形成在所述多層預浸料中的 兩層預浸料之間和/或形成在所述多層預浸料中的最外層預浸料的表面上。
3. 如權利要求1所述的天線，其特征在于，所述預浸料是由纖維和熱固性樹脂形成的 纖維增強的熱固性樹脂。
4. 如權利要求3所述的天線，其特征在于，所述纖維包括玻璃纖維、石英纖維、芳絕纖 維、碳纖維中的一種或多種。
5. 如權利要求4所述的天線，其特征在于，不同層的預浸料含有不同的纖維。
6. 如權利要求3所述的天線，其特征在于，所述熱固性樹脂包括環氧樹脂、改性氯酸醋 樹脂、BT樹脂、或其組合中的任意一者。
7. 如權利要求6所述的天線，其特征在于，所述改性氯酸醋樹脂由W下重量份的組分 原位聚合得到： 50-94份氯酸醋； 5-30份（甲基）丙帰酸甲醋單體或低聚物； 5-30重量份POSS ; W及 任選的不高于前述組分總重量計算5%的惰性物質。
8. 如權利要求7所述的天線，其特征在于，所述惰性物質為原位聚合所需的引發劑的 分解物或者為對所述原位聚合進行催化的催化劑。
9. 如權利要求7所述的天線，其特征在于，所述的氯酸醋為雙酷A型氯酸醋、雙酷E型 氯酸醋、雙酷F型氯酸醋、雙酷M型氯酸醋、雙環戊二帰雙酷氯酸醋樹脂、四甲基雙酷F型氯 酸醋中的一種或它們的任意組合。
10. 如權利要求7所述的天線，其特征在于，所述（甲基）丙帰酸甲醋的低聚物的聚合 度為2-20。
11. 如權利要求7所述的天線，其特征在于，所述POSS為選自W下的一種或多種物質： (A)如下式（1)所示的封閉的籠形倍半娃氧焼巧SiOi.g)。，
其中n=8或12或16, R為苯基、硝基苯基、氯丙基或輕基，或者 做如下式似所示的缺角的半封閉籠形倍半娃氧焼化SiA) (0H) 3，
其中R為苯基或環戊基。
12. 如權利要求1所述的天線，其特征在于，所述天線單元是對數周期振子陣天線。
13. 如權利要求12所述的天線，其特征在于，所述對數周期振子陣天線的各振子的長 度、寬度、W及偏也距離按同一比例系數變化。
14. 如權利要求1至13中任意一項所述的天線，其特征在于，所述天線用在飛行器、機 動車或船的通信設備上。
15. -種制備共形天線的方法，包括： 形成復合材料的殼體；W及 在所述殼體上或所述殼體圍成的內部空腔中形成天線單元。
16. 如權利要求15所述的方法，其特征在于，形成所述復合材料的殼體包括： 形成預浸料； 在預定形狀的模具上鋪置多層預浸料；W及 使所述多層預浸料成型。
17. 如權利要求16所述的方法，其特征在于，形成所述預浸料包括： 形成熱固性樹脂；W及 將所述熱固性樹脂浸涂到纖維上形成纖維增強的熱固性樹脂。
18. 如權利要求17所述的方法，其特征在于，所述纖維增強的熱固性樹脂是通過熱烙 法形成的。
19. 如權利要求17所述的方法，其特征在于，所述熱固性樹脂包括環氧樹脂、改性氯酸 醋樹脂、BT樹脂、或其組合中的任意一種或多種。
20. 如權利要求19所述的方法，其特征在于，所述熱固性樹脂是改性氯酸醋樹脂，所述 改性氯酸醋樹脂由W下重量份的組分原位聚合得到： (a)提供如下所述的組分；加入引發量的引發劑后混合，得到混合物； 50-94份氯酸醋； 5-30份（甲基）丙帰酸甲醋單體或低聚物； 5-30重量份POSS ; W及 任選的不高于前述組分總重量計算5%的惰性物質。 化）所述步驟（a)的混合物進行預聚反應；得到預聚反應體系； (C)所述步驟化）的預聚反應體系加入催化量的催化劑后，混合得到所述改性氯酸醋 樹脂。
21. 如權利要求20所述的方法，其特征在于，所述引發劑用量為（甲基）丙帰酸甲醋或 低聚物質量含量的0. 5-2%。
22. 如權利要求20所述的方法，其特征在于，所述化）步驟中預聚反應的溫度為 50-100°C，時間為 0. 5-化。
23. 如權利要求20所述的天線，其特征在于，所述步驟（C)中，所述催化劑為有機錫化 合物，其用量相對于氯酸醋的質量分數為50X 1(T6-500X 10入
24. 如權利要求20所述的方法，其特征在于，所述原位聚合反應還包括固化步驟，其固 化溫度為l〇〇-250°C。
25. 如權利要求17所述的方法，其特征在于，所述纖維包括玻璃纖維、石英纖維、碳纖 維、芳絕纖維中的任意一者。
26. 如權利要求16所述的方法，其特征在于，使所述多層預浸料成型包括： 對所述多層預浸料加熱，使其成型。
27. 如權利要求26所述的方法，其特征在于，對所述多層預浸料加熱的同時還對其進 行加壓，壓力在0. 1?1.2MPa之間。
28. 如權利要求27所述的方法，其特征在于，在對所述多層預浸料加熱之前對所述多 層預浸料抽負壓。
29. 如權利要求15所述的方法，其特征在于，形成所述天線單元包括： 通過電鍛、絲網印刷、粘貼導電鉛或噴涂工藝形成所述天線單元。
30. 如權利要求16所述的方法，其特征在于，形成所述天線單元包括： 將已經成型的天線單元貼在所述多層預浸料上，對貼有所述天線單元的多層預浸料固 化成型。
31. 如權利要求17所述的方法，其特征在于，形成所述預浸料的步驟還包括： 在至少一層所述纖維增強的熱固性樹脂上形成有導電幾何結構。
32. 如權利要求31所述的方法，其特征在于，所述導電幾何結構為導電材料制成的具 有幾何形狀的平面或立體結構。
33. -種可用于天線的改性氯酸醋樹脂，所述改性氯酸醋樹脂作為預浸料中的熱固性 樹脂用于制備天線的殼體部分，其特征在于，所述改性氯酸醋樹脂由W下重量份的組分原 位聚合得到： 50-94份氯酸醋； 5-30份（甲基）丙帰酸甲醋單體或低聚物； 5-30重量份POSS 及 任選的不高于前述組分總重量計算5%的惰性物質。
34. -種改性氯酸醋樹脂的用途，其特征在于，用作高性能樹脂基體、預浸料樹脂、或膠 黏劑； 所述改性氯酸醋樹脂由W下重量份的組分原位聚合得到： 50-94份氯酸醋； 5-30份（甲基）丙帰酸甲醋單體或低聚物； 5-30重量份POSS 及 任選的不高于前述組分總重量計算5%的惰性物質。
【文檔編號】C08K5/549GK104425879SQ201310396286
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月3日 優先權日:2013年9月3日
【發明者】不公告發明人 申請人:深圳光啟創新技術有限公司