碳纖維復合材料在星載天線結構中的應用*

張登材，張義萍，黃福清，張 杰

(中國電子科技集團公司第二十九研究所, 四川 成都 610036)

引 言

隨著航天技術的發展，寬頻段、高增益、大口徑的天線在航天領域的應用越來越廣泛。眾所周知，航天器對質量非常敏感，而太空環境十分惡劣，溫度變化劇烈，因此研究如何降低這些天線的質量和提高這些天線的環境適應能力具有重要意義[1-4]。

碳纖維復合材料是以樹脂為基體、碳纖維為增強體的復合材料，具有質量輕、模量高、熱膨脹系數低等特點。碳纖維本身具有導電性，在一定的頻率范圍內能夠完成天線電磁波的發射或接收，并能承受一定的功率。因此用碳纖維復合材料制作的天線不僅能保證天線的電性能而且質量輕，比強度高，抗沖擊振動能力強，能承受高低溫循環、熱真空等嚴酷的環境試驗的考核，是星載天線的首選材料[5-8]。

文獻[1]研究了不同模量的碳纖維對天線電磁性能的影響，為星載天線減重設計提供了有效途徑；文獻[2]綜述了碳纖維復合材料在航天領域的應用現狀和發展前景；文獻[4]研究了碳纖維復合材料在某雷達天線骨架和某單層板加背筋反射面天線中的應用；文獻[5-9]重點研究了基于碳纖維復合材料天線的制作工藝和仿真分析。目前，關于碳纖維復合材料天線的研究大多側重于加工制造工藝、仿真分析等方面，針對這種天線的結構設計要點的研究鮮見報道。為此，本文全面系統地研究了碳纖維復合材料與星載天線性能相關的特點，闡述了應用于星載天線結構設計時的鋪層設計和結構設計要點，可為星載天線結構設計提供工程參考。……