[发明专利]基于频率选择表面的小型卫星隐身天线罩及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于航天器天线罩的技术领域，尤其涉及一种基于频率选择表面蜂窝夹层结构的小型卫星隐身天线罩的制备方法。

背景技术

随着卫星的广泛应用和空间军事化步伐的加快，卫星的安全和生存能力面临日趋严峻的威胁；卫星隐身是反侦察的积极措施，是卫星安全防护和提高生存能力的重要方面。卫星隐身就是针对卫星在轨所面临的探测威胁，采取降低卫星可探测性的技术措施，以达到卫星在轨难以被发现、难以被击中、难以被消灭的目的。

天线是卫星的强散射源，在某些视角范围内对卫星雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)贡献高达10dBsm以上，因此，降低天线的RCS是卫星隐身设计的重要研究课题。国内在机载和弹载雷达系统一般通过采用FSS天线罩以达到隐身的目的，而用于卫星的隐身天线罩尚无实例。

带有频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)的天线罩技术被广泛应用于航空领域，可有效降低机载雷达和弹载雷达的RCS，是实现飞机和导弹隐身的重要手段，但用于卫星目标的FSS天线罩鲜为人知。

对于卫星天线罩来讲，需要的是在保证内部天线正常工作的前提下，实现要求的其他性能。天线罩具有某些波段带通，某些波段带阻的电性能特点，电性能指标高，设计过程中遇到了较大困难。为了减小天线罩对内部天线的影响，需要天线罩在天线工作频段内满足高传输、低反射、低插入相位延迟等要求；同时在天线工作频段外(即阻带)通过FSS/A型夹层结构结合天线罩外形实现隐身性能，低介电低损耗的材料能够给天线罩的电性能设计提供更大的裕度。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于频率选择表面的小型卫星隐身天线罩及其制备方法，以实现卫星天线的隐身，并将其应用到卫星天线罩中。

为达到上述目的，本发明的一种基于频率选择表面的小型卫星隐身天线罩，其外形为六棱尖锥体，该隐身天线罩整体结构是双层FSS屏A型蜂窝夹层结构，共由5层构成，由内至外分别为：内层FSS屏、内蒙皮、中间层、外蒙皮、外层FSS屏；其中，内、外蒙皮与中间层之间采用胶膜胶接；内、外层FSS屏与相对应的内、外蒙皮之间采用胶膜粘接，所述的中间层包含芯层及承力带，二者并列排布。

优选地，所述的内、外层FSS屏材料为铜、铝、金、银、铁、镍、锌、铬或者由上述金属构成的合金。

优选地，所述的内、外蒙皮材料为氰酸酯树脂基体B型石英纤维增强复合材料。

优选地，所述的芯层为Nomex芳纶纸蜂窝芯材。

优选地，所述的芯层为NF-1芳纶纸蜂窝芯材、NH-1芳纶纸蜂窝芯材或者NRH芳纶纸蜂窝芯材。

优选地，所述的内、外层FSS屏采用覆铜板。

优选地，所述的内、外蒙皮与中间层之间采用由EW-60无碱玻璃布作为载体、涂刷浸渍橡胶增韧改性环氧低粘度胶粘剂制成的胶膜胶接。

优选地，所述的内、外层FSS屏与相对应的内、外蒙皮之间采用增韧改性环氧低粘度胶粘剂制成的胶膜粘接。

本发明的一种基于频率选择表面的小型卫星隐身天线罩的制备方法，包括步骤如下：

1)模具准备；

2)内层FSS屏准备，将内层FSS屏定位到金属阳模的表面；

3)在内层FSS屏外表面铺贴内蒙皮，内蒙皮成型；

4)胶膜、中间层准备，将内蒙皮外表面与中间层胶接；

5)承力带成型；

6)胶膜、中间层准备，将中间层与外蒙皮胶接，外蒙皮成型；

7)在外蒙皮外表面铺贴外层FSS屏；定位胶接外层FSS屏；

8)外层FSS屏和外蒙皮出气孔制备；

9)天线罩尖部修型。

本发明的有益效果：

1、本发明的蒙皮材料为宽频带材料，该复合材料在155℃高温下仍具有较高的结构强度，并在宽频范围内介电常数与损耗角正切也相对稳定，有利于满足宽频带的性能要求。

2、本发明通过了高低温交变、真空放气、紫外辐照等太空环境试验，介电性能基本保持不变，满足航天使用要求，具有良好的电性能。

3、本发明的蒙皮材料具有良好的力学性能，由该蒙皮材料和蜂窝芯层构成的天线罩通过了静力、振动、加速度等力学试验，结构强度性能优良。满足了卫星隐身天线罩对高性能材料的需求。

4、本发明的蒙皮成型采用热压罐加压加热工艺，具有较低介电常数、损耗角正切和吸水率，力学性能优良，且易成型，工艺性好。

附图说明