【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及天线，特别涉及一种碳纤维复合材料光壁喇叭及其制造方法。
技术介绍
1、近年来，射电天文领域迅速发展，大中型天线结构得到了广泛的应用，馈源喇叭作为天线的重要组成部分，直接影响着整个系统的综合性能。随着馈源喇叭尺寸的增大，对加工精度，结构轻量化以及制造经济性等指标的要求越来越高。
2、目前中大型光壁馈源喇叭一般采用铝合金材料，整体结构拆分为若干段，分别加工后装配成整体。各分段根据结构尺寸选择铸造、焊接或选用棒料进行加工。此类金属馈源喇叭结构由于材料属性及喇叭结构特点限制，存在以下缺点：
3、a)加工成本高，难度大；
4、b)加工周期长，金属材料需进行充分热处理去应力；
5、c)结构重量大，无法满足轻量化要求；
6、d)喇叭需分段加工，工作面不能形成整体，有拼接缝隙，影响电气性能。
7、针对以上金属光壁喇叭存在的问题，现设计了一种碳纤维复合材料光壁喇叭。该光壁喇叭设计以“轻量化、高性能、低成本”为出发点，通过应用碳纤维复合材料高强度、高刚度、高可设计性的优点，展开对光壁喇叭结构轻量化设计、低成本工艺制造设计等研究，突破相关技术与难点，最终碳纤维光壁喇叭具有重量轻、一体化、高性能等特点。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决传统大型金属光壁喇叭制造难度大、批量制造成本高、分段制造导致的拼接缝影响电气性能等问题，提出了一种精度高、重量轻、加工工艺简单、制造成本低廉、易于实现批量化生产、具有使用价值的碳
2、为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案为：
3、一种碳纤维复合材料光壁喇叭，包括内蒙皮(1)、连接内外蒙皮的筋骨架(2)、吊装接口(4)、安装接口(5)、外蒙皮i(8)、外蒙皮ii(9)、外蒙皮iii(10)和外蒙皮iv(11)；
4、筋骨架(2)为喇叭框形式，筋骨架的每一筋条上均设有弯角件(3)；
5、所述内蒙皮采用碳纤维复合材料，工作面金属化处后整体成型；每一外蒙皮均采用碳纤维复合材料分段成型；所述筋骨架采用碳纤维复合材料，通过弯角件分别与内蒙皮和外蒙皮粘接连接成整体；内蒙皮与外蒙皮之间的空腔采用聚氨酯发泡材料(12)填充；
6、其中，三个吊装接口中心根据碳纤维光壁喇叭重心均匀分布于喇叭体一侧，用于实现喇叭体的吊装转运；四个安装接口均布于喇叭体中间环筋一侧，用于实现喇叭体与天线支撑结构连接。
7、进一步的：所述的内蒙皮厚度2～4mm，工作面喷铝金属化处理，工作面金属层(6)为连续导通面，表面光滑平整。
8、进一步的：所述外蒙皮根据馈源喇叭长度分为多个分段，蒙皮厚度2～4mm，每部分长度650～1000mm。
9、进一步的：所述的筋骨架采用碳纤维复合材料，外形根据蒙皮理论曲面加工制造，筋厚度2～4mm。
10、进一步的，所述的工作面金属层(6)厚度为0.1～0.2毫米。
11、一种碳纤维复合材料光壁喇叭的制作方法，用于制作权利要求1至5任意一项所述的一种碳纤维复合材料光壁喇叭，包括以下步骤：
12、步骤1，建立光壁喇叭曲面三维模型，根据模型设计加工馈源喇叭内蒙皮成型模具(7)和馈源喇叭外蒙皮成型模具；
13、步骤2，在馈源喇叭内蒙皮成型模具(7)表面喷涂高分子转移膜，使用火焰喷涂的方式在高分子转移膜上喷涂金属铝，形成表面金属层；
14、步骤3，在表面金属层上铺放纤维织物，并将带有金属层和纤维织物的馈源喇叭内蒙皮成型模具(7)放入真空袋密封，之后抽真空；沿源喇叭内蒙皮成型模具(7)的外表面向密封空间内注入树脂基体，浸润纤维织物；
15、步骤4，在树脂基体室温固化后，馈源喇叭内蒙皮成型；
16、步骤5，根据外蒙皮模型，设计纤维织物铺层，在外蒙皮各分段模具表面铺放纤维织物，并将带有纤维织物的外蒙皮成型模具放入真空袋密封，之后抽真空；沿外蒙皮成型模具的外表面向密封空间内注入树脂基体，浸润纤维织物；
17、步骤6，在树脂基体室温固化后，拆下外蒙皮成型模具，馈源喇叭外蒙皮成型；
18、步骤7，按设计厚度制作碳纤维板，根据内蒙皮和外蒙皮的理论曲线，采用机械加工的方式加工出筋骨架；
19、步骤8，粗化内蒙皮(1)表面，并在筋骨架粘接弯角件(3)，均匀分布8～12条；
20、步骤9，胶粘连接内蒙皮(1)、筋骨架与外蒙皮i(8)，使用聚氨酯发泡材料(12)填充内蒙皮与外蒙皮i之间空腔；
21、步骤10，胶粘连接内蒙皮(1)、筋骨架与外蒙皮ii(9)，使用聚氨酯发泡材料(12)填充内蒙皮与外蒙皮ii之间空腔；
22、步骤11，胶粘连接内蒙皮(1)、筋骨架与外蒙皮iii(10)，使用聚氨酯发泡材料(12)填充内蒙皮与外蒙皮iii之间空腔；
23、步骤12，胶粘连接内蒙皮(1)、筋骨架与外蒙皮iv(11)，使用聚氨酯发泡材料(12)填充内蒙皮与外蒙皮iv之间空腔；
24、步骤13，胶粘装配吊装接口(4)和安装接口(5)，拆下馈源喇叭内蒙皮成型模具(7)，最终成型。
25、进一步的,所述的高分子转移膜是通过刷涂一种混合溶液在模具表面形成一层连续、均匀的膜层，混合溶液的组成重量百分比为：聚乙烯醇10～30％、乙醇10～20％、水50～70％。
26、本专利技术天线相对于其他光壁喇叭，具有以下优点：
27、1、本专利技术光壁喇叭采用碳纤维复合材料。充分利用碳纤维复合材料高强度、高刚度、重量轻、可设计性强的优点进行结构工艺设计，产品整体刚度好，重量轻。
28、2、本专利技术碳纤维光壁喇叭提升了电气性能。产品采用一体化设计制造，工作面是整体，金属层为光滑连续的电导通面，解决了分段喇叭拼接缝对电气性能的影响。
29、3、本专利技术碳纤维光壁喇叭提升了环境适应性。相对于金属材料分段结构光壁喇叭，碳纤维光壁喇叭减小了环境温度变化引起的工作面精度变化。
30、4、本专利技术碳纤维光壁喇叭，采用整体成型的制造方法，加工工艺简单、制造成本低廉，易于实现批量化生产。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种碳纤维复合材料光壁喇叭，其特征在于：包括内蒙皮(1)、连接内外蒙皮的筋骨架(2)、吊装接口(4)、安装接口(5)、外蒙皮I(8)、外蒙皮II(9)、外蒙皮III(10)和外蒙皮IV(11)；
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料光壁喇叭，其特征在于：所述的内蒙皮厚度2～4mm，工作面喷铝金属化处理，工作面金属层(6)为连续导通面，表面光滑平整。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料光壁喇叭，其特征在于：所述外蒙皮根据馈源喇叭长度分为多个分段，蒙皮厚度2～4mm，每部分长度650～1000mm。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料光壁喇叭，其特征在于：所述的筋骨架采用碳纤维复合材料，外形根据蒙皮理论曲面加工制造，筋厚度2～4mm。
5.根据权利要求2所述的一种碳纤维复合材料光壁喇叭，其特征在于所述的工作面金属层(6)厚度为0.1～0.2毫米。
6.一种碳纤维复合材料光壁喇叭的制造方法，其特征在于，用于制作权利要求1至5任意一项所述的一种碳纤维复合材料光壁喇叭，包括以下步骤：
7.根据
8.根据权利要求6所述的一种碳纤维复合材料光壁喇叭制造方法，其特征在于,外蒙皮I(8)、外蒙皮II(9)、外蒙皮III(10)和外蒙皮IV(11)均按步骤5和步骤6成型。
...【技术特征摘要】
1.一种碳纤维复合材料光壁喇叭，其特征在于：包括内蒙皮(1)、连接内外蒙皮的筋骨架(2)、吊装接口(4)、安装接口(5)、外蒙皮i(8)、外蒙皮ii(9)、外蒙皮iii(10)和外蒙皮iv(11)；
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料光壁喇叭，其特征在于：所述的内蒙皮厚度2～4mm，工作面喷铝金属化处理，工作面金属层(6)为连续导通面，表面光滑平整。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料光壁喇叭，其特征在于：所述外蒙皮根据馈源喇叭长度分为多个分段，蒙皮厚度2～4mm，每部分长度650～1000mm。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料光壁喇叭，其特征在于：所述的筋骨架采用碳纤维复合材料，外形根据蒙皮理论曲面加工制造，筋厚度2～4mm。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈浩然，宁晓磊，秦泽云，牛耕，刘利文，李俸吉，
申请(专利权)人：河北中电华拓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。