1. Anwendung auf der Radomkuppel eines Kommunikationsradars
Die Radomkuppel ist eine funktionale Struktur, die elektrische Leistung, strukturelle Festigkeit, Steifigkeit, aerodynamische Form und spezielle funktionelle Anforderungen vereint. Ihre Hauptfunktion besteht darin, die aerodynamische Form des Flugzeugs zu verbessern, das Antennensystem vor äußeren Einflüssen zu schützen und die Lebensdauer des Gesamtsystems zu verlängern sowie die Genauigkeit der Antennenoberfläche und -position zu gewährleisten. Herkömmliche Fertigungsmaterialien sind in der Regel Stahl- und Aluminiumplatten, die zahlreiche Nachteile aufweisen, wie z. B. geringe Größe, niedrige Korrosionsbeständigkeit, eingeschränkte Verarbeitungsmöglichkeiten und die Unfähigkeit, Produkte mit übermäßig komplexen Formen herzustellen. Die Anwendung ist daher stark eingeschränkt, und die Anzahl der Einsatzgebiete nimmt ab. Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) hingegen bieten hervorragende Eigenschaften und können durch die Zugabe leitfähiger Füllstoffe bei Bedarf mit Leitfähigkeit versehen werden. Die strukturelle Festigkeit lässt sich durch die Konstruktion von Versteifungen und die lokale Anpassung der Dicke entsprechend den Festigkeitsanforderungen erreichen. Die Formgebung ist je nach Bedarf flexibel, und die FVK-Materialien sind korrosionsbeständig, alterungsbeständig und leicht. Durch Handlaminierung, Autoklavierung, RTM-Verfahren und andere Verfahren kann die Radomkuppel so gefertigt werden, dass sie die Anforderungen an Leistung und Lebensdauer erfüllt.
2. Anwendung in Mobilantennen für die Kommunikation
Die rasante Entwicklung der Mobilkommunikation hat in den letzten Jahren zu einem starken Anstieg der Anzahl mobiler Antennen geführt. Auch der Bedarf an Radomen, die als Schutzhülle für mobile Antennen dienen, hat deutlich zugenommen. Das Material von Radomen muss Wellendurchlässigkeit, Witterungsbeständigkeit, Windbeständigkeit und eine hohe Chargenkonsistenz aufweisen. Darüber hinaus muss es eine ausreichend lange Lebensdauer haben, da andernfalls Installation und Wartung erschwert und die Kosten erhöht werden. Früher wurden mobile Radome hauptsächlich aus PVC hergestellt. Dieses Material ist jedoch nicht alterungsbeständig, weist eine geringe Windbeständigkeit und eine kurze Lebensdauer auf und wird daher immer seltener verwendet. Glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) hingegen bietet dank des Pultrusionsverfahrens eine gute Wellendurchlässigkeit, hohe Witterungsbeständigkeit, gute Windbeständigkeit, eine hohe Chargenkonsistenz und eine Lebensdauer von über 20 Jahren. Er erfüllt somit alle Anforderungen an mobile Radome. GFK hat PVC nach und nach ersetzt und ist heute das bevorzugte Material für mobile Radome. In Europa, den USA und anderen Ländern ist die Verwendung von PVC-Radomen für mobile Fahrzeuge verboten; stattdessen werden ausschließlich Radome aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) eingesetzt. Mit der weiteren Verschärfung der Anforderungen an Radommaterialien in meinem Land schreitet die Umstellung von PVC auf GFK-Radome weiter voran.
3. Anwendung in Satellitenempfangsantennen
Die Satellitenempfangsantenne ist die Schlüsselkomponente einer Satellitenbodenstation und hat direkten Einfluss auf die Qualität des empfangenen Satellitensignals und die Stabilität des Systems. Anforderungen an das Material von Satellitenantennen sind geringes Gewicht, hohe Windbeständigkeit, Alterungsbeständigkeit, hohe Maßgenauigkeit, Formstabilität, lange Lebensdauer, Korrosionsbeständigkeit und anpassbare reflektierende Oberflächen. Herkömmliche Fertigungsmaterialien sind in der Regel Stahl- und Aluminiumplatten, die im Stanzverfahren hergestellt werden. Diese sind meist dünn, nicht korrosionsbeständig und haben eine kurze Lebensdauer von in der Regel nur 3 bis 5 Jahren. Ihre Einsatzmöglichkeiten sind zunehmend eingeschränkt. Alternativ bietet sich die Verwendung von GFK-Materialien im SMC-Formverfahren an. Diese zeichnen sich durch hohe Maßstabilität, geringes Gewicht, Alterungsbeständigkeit, gute Chargenkonsistenz und hohe Windbeständigkeit aus und können an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden, um die Festigkeit zu erhöhen. Die Lebensdauer beträgt über 20 Jahre. Durch die Integration von Metallgewebe und anderen Materialien zur Optimierung des Satellitenempfangs werden die Anforderungen hinsichtlich Leistung und Technologie vollumfänglich erfüllt. Mittlerweile werden SMC-Satellitenantennen in großen Stückzahlen eingesetzt, ihre Wirkung ist sehr gut, sie sind wartungsfrei im Freien einsetzbar, bieten einen guten Empfang und haben ebenfalls sehr gute Anwendungsperspektiven.
4. Anwendung in Eisenbahnantennen
Die Bahn hat die sechste Geschwindigkeitserhöhung durchgeführt. Die Zuggeschwindigkeit steigt stetig, daher muss die Signalübertragung schnell und präzise erfolgen. Da die Signalübertragung über die Antenne erfolgt, hat die Radomkuppel direkten Einfluss auf die Informationsübertragung. Radome für GFK-Bahnantennen sind bereits seit Längerem im Einsatz. Da Mobilfunkbasisstationen nicht auf See errichtet werden können, ist der Einsatz von Mobilfunkgeräten dort nicht möglich. Die Antennenradomkuppel muss daher der Erosion durch das maritime Klima dauerhaft standhalten. Herkömmliche Materialien genügen diesen Anforderungen nicht. Die Leistungsmerkmale spielen daher eine immer wichtigere Rolle.
5. Anwendung in faseroptischen Kabeln mit verstärktem Kern
Aramidfaserverstärkter Faserkern (KFRP) ist ein neuartiger, hochleistungsfähiger, nichtmetallischer Faserkern, der in Zugangsnetzen weit verbreitet ist. Das Produkt weist folgende Eigenschaften auf:
1. Leicht und hochfest: Das mit Aramidfasern verstärkte optische Kabel zeichnet sich durch eine geringe Dichte und hohe Festigkeit aus, und seine Festigkeit bzw. sein Elastizitätsmodul übertrifft bei Weitem die von mit Stahldraht und Glasfasern verstärkten optischen Kabeln;
2. Geringe Ausdehnung: Der mit Aramidfasern verstärkte Kern des optischen Kabels weist in einem weiten Temperaturbereich einen niedrigeren linearen Ausdehnungskoeffizienten auf als der mit Stahldraht und Glasfasern verstärkte Kern des optischen Kabels.
3. Schlag- und Bruchfestigkeit: Der mit Aramidfasern verstärkte Glasfaserkabelkern weist nicht nur eine extrem hohe Zugfestigkeit (≥1700 MPa), sondern auch Schlag- und Bruchfestigkeit auf. Selbst im Bruchfall behält er noch eine Zugfestigkeit von etwa 1300 MPa.
4. Gute Flexibilität: Der mit Aramidfasern verstärkte optische Kabelkern hat eine leichte und weiche Textur und ist leicht zu biegen; sein minimaler Biegedurchmesser beträgt nur das 24-fache des Durchmessers.
5. Das optische Innenkabel zeichnet sich durch eine kompakte Bauweise, ein ansprechendes Aussehen und eine ausgezeichnete Biegefestigkeit aus und eignet sich daher besonders für die Verkabelung in komplexen Innenräumen.
Veröffentlichungsdatum: 22. Juni 2021
