孙国清，韦生文，潘华府

(1.南京航空航天大学，江苏 南京 210016；2.中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽 合肥 230031)

树脂基碳纤维复合材料（CFRP）具有质量轻、比模量高、强度高、耐腐蚀、热膨胀系数小等优异的性能，碳纤维复合材料因其弹性模量与密、线膨胀系数之积的比值远高于金属材料，被誉为天线结构的理想材料。

1 大型喇叭状材料概述

复合材料天线的基本结构可分为两大类：一类为夹芯结构，另一类为薄板结构。不论采取什么样的结构形式，都是以保证天线结构具有较高的型面精度、满足结构所要求的强度等技术要求。由于CFRP的比强度和比弹性模量都很高，而且薄板结构天线面板薄，导热快，阳光不均匀照射所造成的面、背、侧温度梯度小，热应力变形小，更利于在恶劣环境下天线精度的保持。某雷达天线为喇叭状，尺寸较大（高度近1 m，最大口径达0.5 m），如图1 所示。设计要求质量轻，而且能适宜在恶劣环境下使用。若采用铝质材料制作喇叭天线，计算结果质量远远高于设计指标，且金属材料耐腐蚀性较差，所以碳纤维薄板结构天线是理想的结构形式。

图1 喇叭天线示意图

2 天线研制

碳纤维复合材料具有各项异性的特性，其优异的物理、力学性能主要集中在碳纤维的轴向。喇叭状天线由于曲面很大，型面不能展开，所以必须寻求既能充分发挥CFRP 优异的性能，又能最大限度地减小铺覆应力和成型应力的最佳铺层设计和成型工艺。保证天线曲面精度的另一个重要因素是成型模具，要求模具的膨胀系数尽量与成品的膨胀系数一致，否则由于膨胀系数不同，高精度的构件就不可能达到其精度要求。……