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隨著現(xiàn)代高科技的發(fā)展,雷達廣泛應用于飛機、導彈、導航等領域,天線罩的應用也越來越廣泛。天線罩是電磁波的窗口,其功能是保護天線,防止環(huán)境影響和干擾雷達天線的工作狀態(tài),從而減少驅(qū)動天線的功率,提高其工作可靠性,使雷達天線整天工作。天線罩的存在延長了天線的使用壽命,簡化了天線的結(jié)構(gòu),降低了結(jié)構(gòu)的重量。天線罩作為雷達系統(tǒng)的重要組成部分,其性能的好壞直接影響到雷達系統(tǒng)的性能??梢哉f,天線罩和天線一樣重要。要求天線罩對天線的電磁輻射特性影響最小,滿足戰(zhàn)術技術指標的要求。

天線罩技術集材料、工藝、機械、電磁學、空氣動力學、結(jié)構(gòu)力學等知識于一體,設計制造難度大。由于天線罩工作環(huán)境復雜特殊,對材料的要求非常嚴格,主要采用玻璃纖維復合材料。
1、在透波復合材料中最早使用的是E玻璃纖維,后來又有特種玻璃纖維, 是指高強度玻璃纖維(S-glass),高模量玻璃纖維(M-glass)和低介電玻璃纖維(D-glass)。真正用于雷達罩的專用玻璃纖維主要是D玻璃纖維、石英纖維和高硅氧玻璃纖維,D玻璃纖維專用于雷達罩,它具有較低的介電常數(shù)和正切損耗,但同時,機械性能較低,一般僅為E玻璃纖維的70%,為達到一定的介電性能時,往往采用 D玻璃纖維。
2、高硅氧玻璃纖維中二氧化硅的含量為91~99%,它是以酸浸洗E玻璃纖維,除去堿金屬,再于670~800℃加熱燒結(jié)而形成高硅氧玻璃纖維。
3、芳綸纖維是高度定向的芳香族聚酰胺纖維的統(tǒng)稱,由于芳綸纖維具有較低的密度、優(yōu)越的抗沖擊性和比剛度高、比強度高等特性,在航空上得到廣泛應用,一度有取代玻璃纖維的趨勢。
4、石英纖維的化學成份是純度達99.5% 以上的二氧化硅,經(jīng)熔融制成纖維,其介電常數(shù)和正切損耗與上述玻璃纖維相比都是最小的,石英纖維的機械性能取決于制造工藝技術,另外,石英纖維的線膨脹系數(shù)較小,而且具有彈性模量隨溫度增高而增加的罕見特性。
5、聚乙烯纖維是密度達到最小,介電性能更加優(yōu)良的一種可以增強中國纖維,由于其表面產(chǎn)生惰性問題導致不同纖維與樹脂粘附性差,必須對纖維結(jié)構(gòu)進行研究表面信息處理,同時我們選擇一個合適的樹脂技術體系。超高模量聚乙烯纖維(UHMPE),如Dyneema和Spectra系列,強度高、不吸水抗沖擊,在X波段至mm波段范圍內(nèi),具有發(fā)展優(yōu)良的介電性能,與樹脂浸潤性好,復合建筑材料的防彈性和力學性能在通過高溫下保持社會穩(wěn)定,是一種方法很有自己前途的高性能雷達罩增強學習材料。常與其他纖維混合成透波混雜復合納米材料主要使用。例如Spectra/玻璃纖維(25/75 ) 復合功能材料的介電常數(shù)為2.9; Spectra/石英混雜控制體系建設能夠及時獲得學生優(yōu)良的電/機械系統(tǒng)性能。國外對于導彈天線罩大多已采用基于此種纖維。
E 玻璃纖維和 S 玻璃纖維是中國傳波復合材料中主要的增強纖維,M 玻璃纖維用量較少。天線罩增強體仍然由 e 玻璃纖維(密度 = 2.54 gcm3,ε = 6.13,TGδ = 0.0055-RRB- 和 s 玻璃纖維(密度 = 2.49,ε = 5。TG,tgδ = 0.0068) ,國外同類纖維的密度比國產(chǎn)纖維低0.15左右,ε 比國產(chǎn)纖維低0.2左右,TGδ 比國產(chǎn)纖維低0.0015左右。而纖維類型較少,織物類型較少,只有二維型材編織套筒。
環(huán)氧樹脂仍然是天線罩最常用的樹脂基體之一。由于先進天線罩的性能要求不斷提高,如全頻段、低介質(zhì)損耗、耐高溫、耐候等,其他如氰酸酯樹脂、聚酰亞胺樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、硅樹脂等。
天線罩所采用的夾層材料是輕質(zhì) PMI 泡沫塑料,廣泛應用于航空航天、航天等領域。由于其良好的透波性能和對雷達波的低干擾,它也成為雷達天線罩的主要結(jié)構(gòu)。