[发明专利]一种复合材料螺旋天线成型制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及天线的成型制造技术，具体是复合材料螺旋天线成型制造方法。

背景技术：

螺旋天线是一种螺旋形状的天线，它由天线基体和缠绕在天线基体上的导电性良好的金属螺旋导体组成。螺旋天线根据绕成形状的不同，有可分为圆柱形螺旋天线、圆锥形螺旋天线、球面螺旋天线、半球面螺旋天线等。

目前，螺旋天线的导体一般选用铜线或铝线，天线基体选用有机玻璃或其他低电介质载体材料，其热膨胀系数较大，在温差变化范围较大的环境中，因热胀冷缩作用，天线基体材料容易发生较大体积变化，导电介质材料与基体的结合强度难以保证，易剥离脱落。

复合材料是应现代科学技术发展涌现出的具有极大生命力的材料，其具有刚度大、强度高、重量轻等优点，目前已广泛应用在航空、航天等领域中。复合材料可根据使用条件的不同，进行设计制造，以满足各种特殊用途。其易于加工制造，胶接强度高的特点，能很好的解决螺旋天线在制造过程中精度误差大，胶接强度低等问题。

螺旋天线的电性能与制造精度有密切关系，一般而言，要保证螺旋天线较高的电性能，天线基体的光滑度、导体与基体的贴合状态等制造因素直接影响着，螺旋天线的驻波系数、相位变化等电性能参数。现有的加工方法，常因加工误差导致天线精度难以保证，产品报废率很高。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合材料螺旋天线成型制造方法。解决了螺旋天线加工过程中精度不高、导电材料和载体结合强度低、导电材料容易剥离、脱落的问题。

一种复合材料螺旋天线成型制造方法，该天线由天线基体以及缠绕在天线基体表面的螺旋形导体构成，已知该螺旋天线的天线基体和螺旋形导体的理论外形，其特征在于包括以下步骤：

1)根据天线基体的理论外形制作天线基体的成型工装；

2)在成型工装的表面铺贴玻璃预浸布，并进行第一次固化成型，对第一次固化成型的天线基体表面进行数控加工，使天线基体厚度至预留一层铺贴布的厚度；

3)在步骤2)加工后的天线基体表面数控加工出螺旋形导体的铺贴轮廓线；

4)根据螺旋形导体的理论外形，制作带螺旋升角的导体带；

5)在步骤3)的天线基体表面铺贴最后一层玻璃预浸布，再将步骤4)所述导体带根据螺旋形导体的铺贴轮廓线缠绕在步骤3)所述天线基体表面；

6)进行第二次固化成型。

本发明的有益效果在于：1)制造方法采用二次固化成型，保证了螺旋天线的加工精度、导体材料和载体之间的结合强度；2)导体材料下料过程中，考虑了螺旋升角，采用CATIA应用软件对螺旋天线上粘贴导体材料进行展开，提高了螺旋天线的精度。

以下结合实施例附图对本申请做进一步详细描述。

附图说明

图1为螺旋天线结构示意

图中编号说明：1 天线基体、2 导体

具体实施方式

参见附图，实施例中的复合材料螺旋天线由天线基体1以及缠绕在天线基体表面的螺旋形导体2构成，已知该螺旋天线的天线基体1和螺旋形导体2的理论外形。实施例中的天线基体是一个圆柱形，页可以是圆锥形，天线基体的原始材料为玻璃预浸布，导体为铜箔。具体的制造步骤如下：

1)根据天线基体的理论外形制作天线基体的成型工装，该成形工装的外形小于天线基体的外形，通常天线基体是一个有一定厚度的壳状体，成形工装的外形与天线基体的壳状体内腔匹配；

2)接下来是在成型工装的表面铺贴玻璃预浸布，铺贴的玻璃预浸布最好加放0.5±0.1mm厚度余量，然后进行第一次固化成型；

3)对第一次固化成型的天线基体表面进行数控加工，去掉多余的预浸料，保证天线基体筒壁厚度至预留一层铺贴布的厚度，加工精度要求为±0.1mm。

4)在步骤2)加工后的天线基体表面数控加工出螺旋形导体的铺贴轮廓线，线深50～200微米，螺距精度要求±0.05mm，画出螺旋起止和终止线。

4)根据螺旋形导体的理论外形，制作带螺旋升角的导体带。采用CATIA应用软件对螺旋天线上粘贴铜带进行展开，考虑螺旋升角，按照其外形尺寸，用数控下料机进行下料，数控下料精度为±0.03mm；

5)在步骤4)的天线基体表面铺贴一层玻璃预浸布，透过该层玻璃预浸布，预先刻画的螺旋形导体的铺贴轮廓线依稀可见，随即将带螺旋升角的导体带沿铺贴轮廓线缠绕在最后一层玻璃预浸布的表面；

6)最后在进行第二次固化成型和对产品的修型即可。