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碳纤维雷达机箱设计需要注意哪些要素?

发布时间:2020-05-13 13:59


  江苏博实科技:传统的机载电子设备中,铝合金制造的机箱部分在整机重量中占有相当大的比例。如果选用密度较小的碳纤维复合材料,箱体的重量下降可为整机实现有效“减负”。因此,在电路设计、整机内外接口等所有参数保持不变的情况下,选用密度更低的碳纤维复合材料是机载设备有效减重的方法之一。
 
  现代化军事要求对雷达的高机动性越来越高,雷达的研制开始逐渐趋于小型化、轻型化。碳纤维与其他传统材料相比,具有轻质量、强度高、模量大、密度小,耐高温、耐腐蚀,同时具备热膨胀系数低、抗蠕变性能和抗疲劳性能好等优点,且热电传导性优良,是制作雷达高频机箱的理想材料。
  博实曾帮助某航天研究所定制过一款碳纤维雷达机箱,该电子设备机箱除要适应野外的恶劣环境要求外,还要满足产品高机动及电磁屏蔽的要求,从而保证该电子设备在恶劣环境下最大程度发挥电子器件的性能,满足电讯指标要求。为满足电子设备机箱的高机动要求,必须有效减轻整个系统的总重量,同时为了满足该电子设备电磁屏蔽要求,采用碳纤维复合材料制作雷达机箱成为优化的途径之一。
 
  除了追求轻量化,为了保证局部安装强度,采取在复合材料箱体内部预埋金属预埋件的方式,同时由于组件之间安装位置有一定的精度要求,为保证在成型过程中能够在复合材料机箱上精确定位预埋件的位置,在复合材料机箱成型模具上精确设置定位孔,通过销钉精确定位预埋件在箱体上的位置,并尽量将预埋件的尺寸减到最小,最大限度的减轻箱体重量,整个箱体预埋件多达150多件。
  传统的金属机箱通过切断电磁能量的传插路径来提供电磁屏蔽,随着复合材料机箱的广泛应用,电磁屏蔽问题日渐突出,通常机箱内电子器件产生的磁场主要是通过机箱的孔洞和电缆泄漏。该雷达箱体因箱体尺寸较大,原有的化学镀工艺不适合该机箱,博实碳纤维最终采用在箱体内部整体喷涂导电漆,缝隙处使用导电衬垫并加宽屏蔽条的宽 度、开口处加装导电密封橡胶条的方式,对整个机箱进行了屏蔽处理。通过天线法和探头法对该机箱在工作频段和全频段进行了电磁屏蔽测试,其屏蔽效能在全频段和工作频段满足指标要求,装机工作后未发现元器件相互干扰的现象,能够满足使用需求。
  该研究所研究人员对成型后的碳纤维雷达机箱进行了高温、低温、高低温存储、机械振动、喷淋及整机跑车等性能指标测试。测试结果表明,采用碳纤维雷达机箱能够承受70℃的高温和-45℃的低温环境,机箱箱体在喷淋压力375kPa下,淋雨1h,箱体无漏水现象,在500km整机跑车上试验后机箱箱体未出现结构和器件等损坏的异常现象,各项试验均能达到要求。
 
  (本文由江苏博实编辑,如需转载,请先联系作者,谢谢!)

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