本发明属于电磁波频率选择及纤维复合材料，具体涉及一种一体化结构设计的电磁滤波复合材料、制备方法及应用。
背景技术：
1、天线罩是飞行器保护天线系统正常工作而免受外部环境影响的重要部件。传统天线罩主要是由满足机械强度的复合材料、陶瓷材料等构成，其主要作用是保护罩内天线系统免受外部环境干扰。为保障天线系统电磁波的高效传输，天线罩厚度一般设计为天线系统工作频段电磁波波长的一半，亦称为半波壁天线罩。半波壁天线罩的工作机理决定了其电磁波传输带宽窄，天线罩的厚度会随着工作电磁波波长的变化而变化。电磁波波长变长，天线罩厚度也要相应增加，由其引起的罩体重量大幅增加以致难以应用。
2、频率选择表面天线罩的应用一定程度上解决了半波壁天线罩的不足。频率选择表面是由周期性排列的贴片单元或缝隙单元构成的一种二维周期结构，对电磁波的传播表现出频率选择的滤波特性，即选择特性随频率的变化而变化，对某些频带内的入射电磁波可以全部通过，而对另一些频带内的电磁波可以全部反射。因此，频率选择表面也称为空间电磁滤波器，常用在混合雷达罩、多频天线副反射面设计、电磁兼容及电磁屏蔽领域。然而，随着高速飞行器的发展，天线罩的外形也发生了根本的变化，构成频率选择表面的周期单元一方面难以在曲面外形天线罩上布阵，另一方面也面临着高温易脱落的风险，影响了天线罩的正常工作。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种一体化结构设计的电磁滤波复合材料、制备方法及应用，通过将导电纤维引入到树脂基复合材料天线罩、陶瓷基复合材料天线罩的设计、制备加工中，在满足传统介质天线罩机械强度的条件下，实现天线罩宽带频率选择的功能。
2、本发明的第一个目的是提供一种一体化结构设计的电磁滤波复合材料，包括玻璃纤维编织层、第一导电纤维阵列、第二导电纤维阵列，第一导电纤维阵列和第二导电纤维阵列分别沿纵向周期性编织排列设置于玻璃纤维编织层的内部；
3、第一导电纤维阵列和第二导电纤维阵列通过十字交叉编织方式相互正交错排列；
4、环氧树脂基体填充设置于玻璃纤维编织层、第一导电纤维阵列、第二导电纤维阵列之间的空隙中。
5、优选的，所述第一导电纤维阵列和第二导电纤维阵列均为周期性“几”字形连续弯折结构。
6、优选的，所述第一导电纤维阵列和第二导电纤维阵列中的导电纤维的“几”字形周期均为4.4~8.8mm，导电纤维编织后的纵向尺寸均为2.0~5.0mm，导电纤维的阵列间距均为4.4~8.8mm。
7、优选的，所述第一导电纤维阵列和第二导电纤维阵列中的导电纤维均为表面银金属化的石英纤维或玻璃纤维，导电纤维截面为圆形，导电纤维的周长为0.6mm。
8、优选的，所述环氧树脂基体的相对介电常数为4.3，损耗角正切值为0.025。
9、本发明的第二个目的是提供一种上述的电磁滤波复合材料的制备方法，包括以下步骤：
10、s1、采用纵向十字交叉编织或缝织的方式在玻璃纤维编织层的内部分别进行第一导电纤维阵列和第二导电纤维阵列的周期性编织，得到第一导电纤维阵列-第二导电纤维阵列与玻璃纤维编织层的复合体；
11、s2、将步骤s1得到的复合体浸入环氧树脂基体中进行压制，得到一体化电磁滤波复合材料。
12、优选的，步骤s2中，所述第一导电纤维阵列和第二导电纤维阵列均为周期性“几”字形连续弯折结构；且所述第一导电纤维阵列和第二导电纤维阵列中的导电纤维的“几”字形周期均为4.4~8.8mm，导电纤维编织后的纵向尺寸均为2.0~5.0mm，导电纤维的阵列间距均为4.4~8.8mm。
13、本发明的第三个目的是提供一种上述的电磁滤波复合材料在在天线罩隐身、屏蔽领域上的应用。
14、本发明与现有技术相比，其有益效果在于：
15、（1）本发明通过对导电纤维进行周期性结构设计得到具有“几”字形连续弯折结构的第一导电纤维阵列和第二导电纤维阵列，并将第一导电纤维阵列和第二导电纤维阵列周期性编织排列设置于传统玻璃纤维编织层中，获得了一种宽带滤波新型电磁滤波复合材料；
16、（2）本发明通过采用导电纤维和玻璃纤维的一体化编织浸入树脂基体的制备方式获得了具有一体化结构的宽带滤波复合材料，既满足了机械强度的要求，又具有电磁滤波功能，实现了复合材料力学承载/电磁滤波功能的一体化，从而解决了传统介质材料电磁波传输带宽窄以及天线罩材料重量随工作波长变化的难题；
17、（3）本发明提供的电磁滤波复合材料在18ghz-26ghz频段内，透射率插入损耗均小于0.5db，具有很好的透波性能；而在低频12ghz以下，透射率插入损耗大于5db，具有良好的低频反射特性，所以本发明的一体化结构设计的复合材料比传统无导电纤维的纯介质板材料具有更好的电磁滤波特性，在天线罩隐身领域具有重要的应用前景；
18、（4）本发明的复合材料编织工艺成熟，所用纤维材料及树脂成本低，易于规模化应用，在工程领域具有较大的应用潜力。
1.一种一体化结构设计的电磁滤波复合材料，其特征在于，包括玻璃纤维编织层（101）、第一导电纤维阵列（201）、第二导电纤维阵列（202），所述第一导电纤维阵列（201）和第二导电纤维阵列（202）分别沿纵向周期性编织排列设置于玻璃纤维编织层（101）的内部；
2.根据权利要求1所述的一体化结构设计的电磁滤波复合材料，其特征在于，所述第一导电纤维阵列（201）和第二导电纤维阵列（202）均为周期性“几”字形连续弯折结构。
3.根据权利要求2所述的一体化结构设计的电磁滤波复合材料，其特征在于，所述第一导电纤维阵列（201）和第二导电纤维阵列（202）中的导电纤维的“几”字形周期均为4.4~8.8mm，导电纤维编织后的纵向尺寸均为2.0~5.0mm，导电纤维的阵列间距均为4.4~8.8mm。
4.根据权利要求1所述的一体化结构设计的电磁滤波复合材料，其特征在于，所述第一导电纤维阵列（201）和第二导电纤维阵列（202）中的导电纤维均为表面银金属化的石英纤维或玻璃纤维。
5.根据权利要求1所述的一体化结构设计的电磁滤波复合材料，其特征在于，所述环氧树脂基体的相对介电常数为4.3，损耗角正切值为0.025。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的一体化结构设计的电磁滤波复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一体化结构设计的电磁滤波复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述第一导电纤维阵列（201）和第二导电纤维阵列（202）均为周期性“几”字形连续弯折结构；且所述第一导电纤维阵列（201）和第二导电纤维阵列（202）中的导电纤维的“几”字形周期均为4.4~8.8mm，导电纤维编织后的纵向尺寸均为2.0~5.0mm，导电纤维的阵列间距均为4.4~8.8mm。
8.一种根据权利要求1所述的一体化结构设计的电磁滤波复合材料在天线罩隐身、屏蔽领域上的应用。
