
Когда говорят про диапазон частот мв 1, сразу представляют военных или телеком-гигантов. Но за десять лет работы с композитными материалами для СВЧ-устройств я понял: основной покупатель — это не тот, кого все называют. В 2023 году мы с командой из ООО Сычуань Тайхэн Композитные Материалы провели серию испытаний полимерных композитов именно под этот запрос, и данные удивили даже меня.
В отрасли принято считать, что основный покупатель — это госструктуры. Но если копнуть глубже, окажется, что 60% заказов на МВ-диапазоны идут через субподрядчиков. Вспоминаю случай 2022 года: к нам обратилась компания из Зеленограда, просила разработать диэлектрические пластины с стабильными характеристиками в условиях перепадов температур. Формально — частный заказчик, но по специфике требований было ясно: продукт пойдет в систему ПВО.
При этом многие производители до сих пор используют устаревшие поликарбонатные смеси, которые 'плывут' уже при -20°C. Мы в Тайхэн после серии неудач с кристаллизацией матрицы перешли на модифицированные полифениленсульфидные композиты. Не идеально, но хотя бы держит форму до -45°C — это проверяли в камере теплосмен на нашем производстве в промышленном парке Тяньфу.
Кстати, о температуре: именно здесь большинство поставщиков спотыкаются. Лабораторные образцы показывают заявленные диэлектрические потери, но при серийном производстве начинаются проблемы с однородностью материала. Наш техдир как-то сказал: 'СВЧ-техника не прощает неточностей в составе — антенна либо работает, либо нет'.
Самое сложное — не подобрать материал, а обеспечить стабильность параметров от партии к партии. В 2021 году, когда мы только запускали линию в Сычуани, была история с заказом на радиопоглощающие панели. Сделали пробную партию — всё в норме. Начали серийное производство — и вдруг диэлектрическая проницаемость 'поплыла' на 0.3 пункта. Пришлось останавливать линию, разбираться.
Оказалось, проблема в скорости охлаждения экструдата. При масштабировании процесса термостабилизация работала иначе. Это типичная ситуация, о которой редко пишут в спецификациях, но которая определяет успех проекта. Сейчас мы используем систему контроля в реальном времени, но и она не дает 100% гарантии.
Еще один нюанс — обработка кромок. Для диапазон частот мв 1 даже микротрещина на торце пластины может изменить диаграмму направленности. Пришлось разработать специальную фрезу с алмазным напылением — обычные слишком быстро изнашивались и оставляли неровности.
В прошлом году был заказ от одного НИИ — нужны были компактные антенные решетки для мобильных комплексов. Мы предложили стандартное решение на основе стеклотекстолита, но заказчик вернул образцы — не прошли испытание на вибрацию.
Пришлось экстренно переходить на композит с углеродным волокном. Но здесь возникла другая проблема: углепластик экранировал сигнал. Компромисс нашли в комбинированной структуре — сотовый заполнитель из поликарбоната с проводящими дорожками из медной фольги. Решение не из дешевых, но работало.
Этот случай заставил нас пересмотреть подход к тестированию. Теперь все образцы проходят не только стандартные электронные измерения, но и механические испытания — вибрацию, удар, температурные циклы. Как показала практика, 30% отказов связаны именно с механическими воздействиями, а не с электротехническими параметрами.
Наше производство в промышленном парке Тяньфу оснащено немецкими прессами для композитов, но даже они не всегда справляются с тонкими настройками. Например, для достижения точной диэлектрической проницаемости в 2.5±0.05 приходится вручную корректировать давление прессования в зависимости от влажности исходного сырья.
Летом 2023 установили новую печь полимеризации с компьютерным управлением. Казалось бы, автоматизация должна решить все проблемы. Но на практике оператор все равно должен контролировать процесс — датчики не всегда корректно считывают состояние материала в зоне отверждения.
Особенно сложно с крупногабаритными изделиями. Помню, делали панели 1.2×1.8 метра для радиолокационной станции. Пришлось разрабатывать специальную оснастку, чтобы избежать коробления — даже отклонение в 0.5 мм по плоскости делало изделие браком.
Сейчас многие увлеклись нанокомпозитами, но в сегменте диапазон частот мв 1 они пока не оправдывают затрат. Мы пробовали добавлять углеродные нанотрубки в полимерную матрицу — да, механическая прочность выросла, но диэлектрические потери увеличились на 15-20%. Для большинства применений это неприемлемо.
Более перспективным направлением считаю гибридные структуры, где разные зоны изделия выполняются из материалов с разными свойствами. Но это требует сложной сборки и дорогой оснастки.
Интересно, что иногда простые решения работают лучше сложных. Например, для защиты от влаги вместо дорогих импрегнированных покрытий мы иногда используем многослойную структуру с полиэтиленовыми прослойками — дешево и эффективно, хотя и не так технологично.
За годы работы понял: успех в этом бизнесе определяется не столько технологиями, сколько пониманием реальных условий эксплуатации. Те самые основный покупатель редко дает точные ТЗ — чаще просто говорит 'сделайте так, чтобы работало'.
На сайте https://www.th-composite.ru мы пишем про современное оборудование и квалифицированную команду из 40 инженеров. Но главное — это накопленный опыт проб и ошибок. Например, знаем, что при транспортировке в северные регионы упаковка должна выдерживать -50°C, иначе материал трескается еще до монтажа.
Сейчас, глядя на новые заказы, уже примерно представляю, где будут проблемы. Может, поэтому последняя партия антенных обтекателей прошла приемку с первого раза. Но расслабляться рано — в следующем месяце предстоит сложный заказ на многослойные панели с градиентом диэлектрической проницаемости. Опять будем экспериментировать с составами...