一种适用于太赫兹天线的6G天线罩及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种适用于太赫兹天线的6G天线罩及其制备方法。所述天线罩包括外蒙皮、泡沫芯层、中蒙皮、泡沫芯层和内蒙皮，其特征在于，蒙皮材料采用纤维增强体与树脂复合而成的预浸料；所述预浸料：树脂为聚苯醚改性双酚M氰酸酯树脂，且具有如下介电性能：介电常数≤2.6，损耗因子≤0.004；纤维增强体为石英纤维编织物；和预浸料胶含量为30wt％至44wt％。采用热压罐成型工艺。该天线罩在100‑200GHz范围内具有较高的透波率，可满足6G天线组网在太赫兹频段范围的传输性能要求。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于太赫兹天线的6G天线罩及其制备方法
本专利技术涉及夹层结构透波复合材料
，尤其涉及一种适用于太赫兹天线的6G天线罩及其制备方法。
技术介绍
在无线通信发展百余年后的今天，通信领域500MHz至5GHz频段资源已日趋稀缺，未来量子通信技术虽值得憧憬，但目前仍有些遥不可及。而太赫兹这一曾被“遗忘”的波段，集成了微波通信与光通信的优点，具有传输速率高、容量大、方向性强、安全性高及穿透性好等诸多特性，在通信应用上的前景诱人，已成为各国挖掘开发的热点。太赫兹的频段比现有微波通信要高出l至4个数量级，这也就意味着它可以承载更大的信息量，轻松解决目前信息传输受制于带宽的问题，满足大数据传输速率的通信要求。而且，太赫兹波束更窄，具有极高的方向性、更好的保密性、较强抗干扰和云雾及伪装物穿透能力。第六代移动通信(6G)将大面积利用太赫兹频段进行研发使用，6G天线罩作为太赫兹天线系统的关键透波部件，对天线罩材料与结构有着极高的要求，既需要满足材料具有较低的介电常数与损耗因子，罩体结构还要设计优化来实现电磁波在超宽频范围内高效传输。申请公布号为CN105856589A的申请文件公开了一种航空航天天线罩的制备工艺，而现有的航空航天天线罩一般为5G频段。另外该技术方案采用聚丙烯酰胺树脂胶液浸渍石英增强纤维作为制作蒙皮的预浸料。聚丙烯酰胺的固化温度较高，这导致该制备工艺需要在300℃以上进行固化。申请公布号为CN103022687A的申请文件公开了一种适用于Ka频段的天线罩的制备工艺，Ka波段的频率范围为仅为26.5至40GHz。另外，该技术方案选用环氧树脂作为蒙皮预浸料的胶液材料。环氧树脂的玻璃转变温度低于300℃，耐热性较差，限制了天线罩的耐热性能。现有技术关于6G天线罩的相关研究较少，更无实质性内容的报道。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种适用于太赫兹天线的6G天线罩及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种适用于太赫兹天线的6G天线罩，包括外蒙皮、泡沫芯层、中蒙皮、泡沫芯层和内蒙皮，其中蒙皮材料采用纤维增强体与树脂复合而成的预浸料；所述预浸料：树脂为聚苯醚改性双酚M氰酸酯树脂，且具有如下介电性能：介电常数≤2.6，损耗因子≤0.004；纤维增强体为石英纤维编织物；和预浸料胶含量为30wt％至44wt％。优选地，所述泡沫芯层为PMI闭孔泡沫。优选地，所述外蒙皮、中蒙皮和内蒙皮的厚度为0.03-0.1mm。优选地，还包括形成于所述外蒙皮外表面上的外漆层。优选地，所述外漆层包含如下组分：环氧基腻子、环氧基双组分底漆和氟塑料面漆。优选地，所述6G天线罩在100GHz-200GHz频率范围内具有95％以上的平均透波率。一种所述的6G天线罩的制备方法，包括如下步骤：(1)将聚苯醚改性双酚M氰酸酯树脂熔融浸渍石英纤维织物，得到预浸料；(2)将泡沫芯层置于模具上，加热预定型；(3)将步骤(1)制得的预浸料和步骤(2)处理后的泡沫芯层依次按照内蒙皮、泡沫芯层、中蒙皮、泡沫芯层、外蒙皮的铺层顺序铺覆形成夹层结构；(4)热压罐加热、加压固化成型，得到所述6G天线罩。优选地，将聚苯醚改性双酚M氰酸酯树脂在60℃至70℃下熔融。优选地，固化温度为80℃至130℃，固化时间为4h至8h，加压至0.2MPa至0.3MPa。优选地，还包括步骤(5)：在步骤(4)所得的6G天线罩的外蒙皮的表面喷涂外层漆。有益效果本专利技术的上述技术方案具有如下优点：本专利技术采用聚苯醚改性的双酚M氰酸酯树脂与石英纤维编织物复合而成的预浸料作为制作蒙皮的材料。改性后的氰酸酯树脂的介电常数≤2.6，损耗因子≤0.004，与石英纤维编织物复合后的蒙皮材料再同泡沫芯材组成的C夹层结构的天线罩在100GHz-200GHz频段范围内插入损耗小于0.2dB，平均透波率在95％以上。另外，氰酸酯树脂耐温性较高，在一定程度上提高了天线罩的耐温性能。本专利技术将蒙皮结构(包括外蒙皮、中蒙皮和内蒙皮)的厚度限制在为0.03-0.1mm，使得制成的天线罩具有质轻的优点，而且还减少了雷达波透过天线罩时的相互干涉，降低了天线罩的介电损耗。本专利技术将预浸料的胶含量优选控制在30wt％至44wt％，提高制得的6G天线罩的产品质量，同时还降低了制备工艺难度。本专利技术还在外蒙皮外表面上覆盖的包含环氧基腻子、环氧基双组分底漆和氟塑料面漆的外漆层，对天线罩起密封作用，可实现氮气充压0.05MPa下，30min不产生泄压现象。本专利技术在制备时采用热压罐固化法进行固化成型，在80-130℃以及0.2-0.3MPa下固化4-8小时即可保证产品成型牢固，不脱粘。采用热压罐成型工艺一体成型，也保证了产品外部以及内部质量，避免蒙皮处出现鼓包、凹坑和脱粘问题。附图说明图1是本专利技术提供的适用于太赫兹天线的6G天线罩的结构示意图；图2是实施例2制得的产品的外观图；图3是实施例2的介电性能曲线；图4是实施例3的介电性能曲线。图中：1：泡沫芯层；2：蒙皮。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术在第一方面提供了一种适用于太赫兹天线的6G天线罩，尤其是一种适用于100GHz-200GHz频段的6G(G代表Generation)天线罩。本专利技术提供的这一6G天线罩属于C夹层结构，在结构上依次包括外蒙皮、泡沫芯层、中蒙皮、泡沫芯层和内蒙皮，具体结构可参考图1，图1中的附图标记1代表泡沫芯层，2代表蒙皮，从上至下分别为外蒙皮、中蒙皮和内蒙皮。本专利技术提供的这一天线罩中的蒙皮(包括外蒙皮、中蒙皮和内蒙皮)材料采用纤维增强体与树脂复合而成的预浸料。所述预浸料具有如下的特性：树脂为聚苯醚改性双酚M氰酸酯树脂，且具有如下介电性能：介电常数≤2.6，损耗因子≤0.004；纤维增强体为石英纤维编织物；和预浸料胶含量为30wt％至44wt％，可以为该范围内的任意数值，例如，可以为30wt％、31wt％、32wt％、33wt％、34wt％、35wt％、36wt％、37wt％、38wt％、39wt％、40wt％、41wt％、42wt％、43wt％、44wt％。本专利技术采用聚苯醚改性的双酚M氰酸酯树脂与石英纤维编织物复合而成的预浸料作为制作蒙皮的材料。改性后的氰酸酯树脂的介电常数≤2.6，损耗因子≤0.004，与石英纤维编织物复合后的蒙皮材料再同泡沫芯材组成的C夹层结构的天线罩在100GHz-200GHz频段范围内插入损耗小于0.2dB，平均透波率在95％以上。另外，氰酸酯树脂耐温性较高，在一定程度上提高了天线罩的耐温性能。需要说明的是，本专利技术中所用的聚苯醚改性双酚M氰酸酯树脂可以参考现有技术进行制备。具体的，可以按照如下方法进行制备：将氰酸酯树脂单体加热进行预聚反应，得到氰酸酯预聚物；将氰酸酯预聚物中加入聚苯醚，在100-110℃(可以为该范围内的任意数值，例如，可以具体为100℃、105℃或110℃)下搅拌均匀，然后在70-80本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于太赫兹天线的6G天线罩，包括外蒙皮、泡沫芯层、中蒙皮、泡沫芯层和内蒙皮，其特征在于，蒙皮材料采用纤维增强体与树脂复合而成的预浸料；所述预浸料：树脂为聚苯醚改性双酚M氰酸酯树脂，且具有如下介电性能：介电常数≤2.6，损耗因子≤0.004；纤维增强体为石英纤维编织物；和预浸料胶含量为30wt％至44wt％。

【技术特征摘要】
1.一种适用于太赫兹天线的6G天线罩，包括外蒙皮、泡沫芯层、中蒙皮、泡沫芯层和内蒙皮，其特征在于，蒙皮材料采用纤维增强体与树脂复合而成的预浸料；所述预浸料：树脂为聚苯醚改性双酚M氰酸酯树脂，且具有如下介电性能：介电常数≤2.6，损耗因子≤0.004；纤维增强体为石英纤维编织物；和预浸料胶含量为30wt％至44wt％。2.根据权利要求1所述的6G天线罩，其特征在于，所述泡沫芯层为PMI闭孔泡沫。3.根据权利要求1所述的6G天线罩，其特征在于，所述外蒙皮、中蒙皮和内蒙皮的厚度为0.03-0.1mm。4.根据权利要求1至3任一项所述的6G天线罩，其特征在于，还包括形成于所述外蒙皮外表面上的外漆层。5.根据权利要求4所述的6G天线罩，其特征在于，所述外漆层包含如下组分：环氧基腻子、环氧基双组分底漆和氟塑料面漆。6.根据权利要求1至5任一项所述的6G天线罩，其特征在于，所述6G天线罩在100...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰天，李南，张昊，唐培毅，蔡汝峰，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11