一種組合式中空夾層結構天線美化罩的製作方法
2023-10-18 03:20:59
本發明屬於通訊領域，具體涉及一種組合式高透波性中空夾層結構天線美化罩。
背景技術：
天線美化罩(簡稱天線罩)是用以保護罩內天線在各種惡劣環境條件下能夠正常工作的主要部件之一，是用來保護天線和傳遞電磁信號的一種介質外殼，所以要求天線罩材料具有優異的強度、剛度、防水密封和寬頻透波性能。
目前，應用於天線罩的材料主要為單層薄壁實體結構、泡沫/蜂窩夾層結構和中空夾層結構。單層薄壁實體結構由於其加工工藝簡單、強度較高，目前在民用通訊領域大規模採用，然而由於其介電常數(3.6-4.0)和損耗角正切(0.02-0.05)較大、透波率較低，導致天線設計難度加大，且隨著4G時代的快速發展，天線對罩體的寬頻透波要求更高，目前僅能通過降低和犧牲天線的部分性能指標來滿足天線罩的使用要求，而在即將迎來的5G時代，普通單壁結構天線罩在透波功能性方面將無法滿足要求。泡沫/蜂窩夾層結構天線罩在寬頻透波領域的透波功能性較為優異，然而傳統泡沫/蜂窩夾層結構的蒙皮和芯層間存在明顯弱界面層，導致天線罩在使用過程分層破壞嚴重，且二次膠接工藝成本較高，多用於對性能要求較高，而成本要求寬鬆的軍工領域。專利CN103715502A公開了一種高透波性中空結構天線罩，該天線罩採用中空夾層結構，具有優異的寬頻透波性能，能夠完全滿足天線罩各種功能性要求，與泡沫/蜂窩夾層結構相比，在保證優異透波功能性的同時，避免天線罩長時間使用分層破壞現象，且製造工藝簡單，成本低。然而單一中空夾層結構可以製備整體迴轉體結構天線罩，但由於整體迴轉體結構天線罩模具成本高、生產效率低、體積空間大(運輸成本高且運輸過程天線罩易受撞擊破壞)等問題，導致中空夾層整體迴轉體結構天線罩難以在低成本要求較高的民用通訊領域大規模應用。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種組合式中空夾層結構天線美化罩，透波性能好、結構穩固，無分層現象，成本低、生產效率高。
為解決上述技術問題，本發明所採用技術方案如下：
一種組合式中空夾層結構天線美化罩，包括兩個以上的天線罩組件；每個天線罩組件均包括中空夾層透波區和設在中空夾層透波區兩端的實心玻璃鋼連接區，實心玻璃鋼連接區上設有異形插槽連接件；所有的天線罩組件通過異形插槽連接件順次連接為閉合結構；中空夾層透波區由中空夾層織物層和複合在中空夾層織物層上下表面的增強織物層複合而成。
本申請組合式中空夾層結構天線美化罩可快速組合而成，生產效率高、成本低，透波性能好、結構穩固，無分層現象。
本申請透波區為中空夾層結構，即中空夾層織物層與面層增強織物複合而成的樹脂基複合材料，提供天線罩優異的寬頻透波性能，其中，複合所用樹脂基體為環氧樹脂、氰酸酯樹脂、不飽和樹脂、聚醯亞胺樹脂和雙馬來醯亞胺樹脂中一種或兩種以上任意配比的混合物；實心玻璃鋼連接區提供天線罩各板塊間連接區域的快速組合功能和連接機械性能。
中空夾層織物層和增強織物層所用纖維為石英纖維、玄武巖纖維、玻璃纖維、高強纖維和芳綸纖維中的一種或兩種以上任意配比的混合物。
本申請閉合結構指周向為閉合結構。
為了進一步提高組合式中空夾層結構天線美化罩的機械強度，所述中空夾層透波區和設在中空夾層透波區兩端的實心玻璃鋼連接區為一體結構。
也即天線罩組件的中空夾層透波區和實心玻璃鋼連接區採用整體複合成型，保證天線罩的抗分層等力學性能，避免天線罩在使用過程中因風載和外部衝擊而破壞現象。
為了進一步提高組合式中空夾層結構天線美化罩的連接強度，並提高生產效率、降低成本，優選，每一個天線罩組件一端的實心玻璃鋼連接區上設有異形凸起、另一端的實心玻璃鋼連接區上設有異形凹槽；所有的天線罩組件按照從異形凸起到異形凹槽並依次循環的順時針或逆時針排列，前一天線罩組件的異形凸起插入後一天線罩組件的異形凹槽內。
為了進一步提高生產效率，並保證所得天線美化罩的機械性能，異形凸起為圓滑的「Ω」狀，異形凹槽為與異形凸起相匹配的「Ω」狀。
為了進一步提高組合式中空夾層結構天線美化罩的透波性能，中空夾層織物層的芯層由形狀為「I」字型的纖維織物單元組成。
為了同時保證組合式中空夾層結構天線美化罩的機械性能和透波性能，中空夾層透波區的壁厚範圍為1.5mm-30.0mm，介電常數為2±0.2，損耗角正切值為0.006-0.008。進一步優選，中空夾層透波區的壁厚範圍為6mm-10mm。
本申請透波區截面尺寸由材料介電參數和透波率要求計算得到。
本申請天線罩組件可將天線罩截面結構組裝成任何形狀，為了進一步同時保證機械性能和透波性，天線罩截面結構為三邊形、四邊形或五邊形中的一種。
為了進一步保證透波性能、結構穩固性，同時降低成本、提高生產效率，優選組合式中空夾層結構天線美化罩，包括四個等大小的矩形天線罩組件，依次為第一天線罩組件、第二天線罩組件、第三天線罩組件和第四天線罩組件；第一天線罩組件一端的實心玻璃鋼連接區上設有第一異形凸起、另一端的實心玻璃鋼連接區上設有第一異形凹槽；第二天線罩組件一端的實心玻璃鋼連接區上設有第二異形凸起、另一端的實心玻璃鋼連接區上設有第二異形凹槽；第三天線罩組件一端的實心玻璃鋼連接區上設有第三異形凸起、另一端的實心玻璃鋼連接區上設有第三異形凹槽；第四天線罩組件一端的實心玻璃鋼連接區上設有第四異形凸起、另一端的實心玻璃鋼連接區上設有第四異形凹槽；第一異形凸起插入第二異形凹槽內，第二異形凸起插入第三異形凹槽內，第三異形凸起插入第四異形凹槽內，第四異形凸起插入第一異形凹槽內，從而形成周向封閉結構。
本發明未提及技術均為現有技術。
本發明的有益效果：與現有技術相比，本發明設計的組合式中空夾層結構天線罩與普通天線罩的結構截然不同：天線罩組件由透波區和連接區兩部分組成，其中透波區採用中空夾層結構，具有寬頻透波率好、輕質高強和抗分層等特點，完全滿足天線對天線罩的透波功能性；連接區為實心玻璃鋼插槽式異形結構，提供天線罩的快速組合功能；進一步，透波區和連接區採用整體複合成型，保證天線罩的抗分層等力學性能，避免天線罩在使用過程中因風載而破壞的現象；本申請天線罩具有中空夾層織物層優異的透波性能，同時解決了中空夾層結構天線罩難以快速連接的問題，該方案在天線罩製備和安裝周期內生產效率高、運輸方便、生產和運輸成本低、適合大批量生產。
附圖說明
圖1為現有技術中中空夾層織物層組織結構示意圖；
圖2為本發明組合式中空夾層結構天線美化罩組件；
圖3為實施例1中組合式中空夾層結構天線美化罩裝配原理圖；
圖4為實施例1中組合式中空夾層結構天線美化罩裝配體截面圖；
圖中：1-地經紗線；2-絨經紗線；3-緯紗紗線；4-透波區；5-連接區；6-異形凸起；7-異形凹槽；8-第一天線罩組件；9-第二天線罩組件；10-第三天線罩組件；11-第四天線罩組件；12-第一異形凸起；13-第一異形凹槽；14-第二異形凸起；15-第二異形凹槽；16-第三異形凸起；17-第三異形凹槽；18-第四異形凸起；19-第四異形凹槽。
具體實施方式
為了更好的理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限於下面的實施例。
實施例1
如圖4所示組合式中空夾層結構天線罩，外觀尺寸為長0.8m×寬0.8m×高1.5m，天線罩截面為正四邊形，由結構相同的4個組件組合而成，依次為第一天線罩組件、第二天線罩組件、第三天線罩組件和第四天線罩組件；每個天線罩組件由透波區和連接區兩部分組成，透波區為中空夾層結構，由中空夾層織物層和複合在中空夾層織物層上下表面的增強織物層複合而成，選擇中空夾層結構厚度規格為8mm，商家為中材科技股份有限公司，樹脂體系為不飽和樹脂體系，商家為DSM，透波區介電常數為1.9，損耗角正切值為0.006，中空夾層織物層的芯層由形狀為「I」字型的纖維織物單元組成，織物紗線為石英纖維，透波區結構透波率≥97％；連接區為石英纖維增強不飽和樹脂基複合材料，為實心結構，保證天線罩的連接機械性能；第一天線罩組件一端的實心玻璃鋼連接區上設有第一異形凸起、另一端的實心玻璃鋼連接區上設有第一異形凹槽；第二天線罩組件一端的實心玻璃鋼連接區上設有第二異形凸起、另一端的實心玻璃鋼連接區上設有第二異形凹槽；第三天線罩組件一端的實心玻璃鋼連接區上設有第三異形凸起、另一端的實心玻璃鋼連接區上設有第三異形凹槽；第四天線罩組件一端的實心玻璃鋼連接區上設有第四異形凸起、另一端的實心玻璃鋼連接區上設有第四異形凹槽；第一異形凸起插入第二異形凹槽內，第二異形凸起插入第三異形凹槽內，第三異形凸起插入第四異形凹槽內，第四異形凸起插入第一異形凹槽內，從而形成周向封閉結構，異形凸起為圓滑的「Ω」狀，異形凹槽為與異形凸起相匹配的「Ω」狀，插槽內無明顯稜角，保證天線罩快速組裝時間控制在10min以內；透波區和連接區採用整體複合成型，保證天線罩的抗分層等力學性能，避免天線罩在使用過程中因風載和其它外部衝擊而破壞現象。
實施例1設計方案相較於傳統方案(中空複合材料一體成型美化罩)，由於罩體透波區域均採用中空織物增強複合材料，其透波功能性得到保證，產品組件為平板結構，相比於方柱一體成型，模具要求及成本低、生產效率高、產品體積小、包裝要求低、運輸成本低、運輸風險小、現場安裝效率相當，綜合以上因素，採用本發明結構有效效果非常顯著。
實施例1與傳統方案效益對照表
實施例2
與實施例1基本相同，所不同的是：天線罩截面為正六邊形柱體結構；由結構相同的6個組件通過異形凸起和異形凹槽首尾相接形成周向閉合的結構；正六邊形邊長為0.6m，罩體總高度為2.5m；罩體主體壁厚為5mm。其中透波區介電常數為1.85，損耗角正切值為0.006。
上述各例的天線罩組件均由透波區和連接區兩部分組成，其中透波區採用中空夾層結構，具有寬頻透波率好、輕質高強和抗分層等特點，完全滿足天線對天線罩的透波功能性；連接區為實心玻璃鋼插槽式異形結構，提供天線罩的快速組合功能；透波區和連接區採用整體複合成型，保證天線罩的抗分層等力學性能，避免天線罩在使用過程中因風載而破壞的現象；本申請天線罩具有中空夾層織物層優異的透波性能，同時解決了中空夾層結構天線罩難以快速連接的問題，該方案在天線罩製備和安裝周期內模具要求及成本低、生產效率高、產品體積小、包裝要求低、運輸成本低、運輸風險小、現場安裝效率相當，綜合以上因素，採用本發明結構有效效果明顯。
實施例2與傳統方案效益對照表