多功能复合材料智能蒙皮天线结构技术研究

多功能复合材料智能蒙皮天线结构技术研究

内容简介：本文设计、制造并测试了一种集承载、维形和微波通讯于一体的多功能复合材料智能蒙皮天线结构。它同传统天线结构相比有着显著的区别，在现有的飞行器上，雷达和通讯系统的天线往往以刀形或者雷达罩包覆的形式突出于机体表面，既破坏了飞行器理想的气动外形，增大了气动阻力及雷达信号表征，又提高了飞行器制造和系统维护的成本。而该复合材料智能蒙皮天线结构将微带阵列天线植入蜂窝夹芯结构中，折衷考虑结构的力学性能和电学性能，能够同时达到结构承载和微波通讯的功能。该复合材料智能蒙皮天线结构采用A型夹芯结构。它由上下两块很薄的复合材料层合板和蜂窝芯体相互胶接而成。面板和蜂窝芯体材料分别采用比模量大、比强度高，且具有较低介电常数以及低损耗角正切的玻璃布和Nomex蜂窝。天线辐射单元与上面板之间的结构高度直接影响到多功能复合材料智能蒙皮天线结构的电学性能，结构高度通常为半波长的整数倍。采用商业软件仿真得到符合力电性能指标要求的微带阵列天线和复合材料智能蒙皮天线结构的几何尺寸。微带阵列天线试件在微波暗室中进行了电性能测试试验，测试结果满足天线电性能设计要求;将测试后的天线植入夹芯结构，在热压罐中一次固化成型;最后对这批多功能复合材料智能蒙皮天线结构试件分别进行了电学性能和力学性能测试，结果表明结构力电性能同时符合设计要求。试验测试和仿真结果显示，胶层对微带阵列大线的辐射效率有很大影响，它能够改变谐振频率并降低天线的增益。因此裸露天线的设计频率必须综合考虑结构的材料参数、几何尺寸和电性能设计要求等因素。

作者：李磊, 谢宗蕻,

关键词：多功能复合材料, 夹芯结构, 智能蒙皮, 微带阵列天线,