為了研制出性能理想的天線罩，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了長期探索，并取得了很大進(jìn)展。由于天線罩根據(jù)通信波段的波長對相應(yīng)的壁厚有嚴(yán)格的要求，所以天線罩根據(jù)壁的橫截面可以分為單層和多層結(jié)構(gòu)。在天線罩的發(fā)展中有兩種主要的復(fù)合材料技術(shù):

單層罩

單層罩又分為薄壁式和半波長壁結(jié)構(gòu)。前者是壁厚遠(yuǎn)小于介質(zhì)的波長，通常為波長的1/10-1/20，適用于波長10cm以上的天線，其優(yōu)點是透波性比較高，對電磁波極化方向敏感性較小等。后者的壁厚接近半波長的一半，一般用于窄頻段高精度通信，但缺點是通信帶寬小，可調(diào)性弱。這兩種復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)呈蒙皮的形式與剛性金屬或者介電材料配合在天線罩上使用。按照應(yīng)用的場合不同，復(fù)合材料的成分也不同。對于航天用途的天線罩，如導(dǎo)彈、載人航天飛船等，有相當(dāng)高的耐高溫要求，一般選用陶瓷基復(fù)合材料，如氮化硼基復(fù)合材料、二氧化硅基復(fù)合材料、硅鋁氧氮基復(fù)合材料等。對于航空用的天線罩，則一般選用樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，選用的樹脂體系主要有環(huán)氧樹脂、氰酸酯和聚酰亞胺樹脂，增強(qiáng)纖維則以玻璃類纖維為主，例如D-玻璃纖維、石英纖維、高硅氧纖維等。應(yīng)用最為廣泛的是氰酸酯基石英玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其有耐熱、耐腐蝕、低介電系數(shù)、高力學(xué)性能等優(yōu)點。工業(yè)上普遍采用含玻璃纖維的樹脂預(yù)浸料疊層配合熱壓罐成型的辦法來制備，然而由于單層天線罩特殊的幾何形狀，在疊層的邊緣結(jié)合部往往存在應(yīng)力集中和分布不均的情況，有可能導(dǎo)致進(jìn)一步裂紋的萌生和力學(xué)性能的下降。如何在保證滿足電磁性能的要求的同時不影響其力學(xué)性能是次類高分子復(fù)合材料在天線罩上應(yīng)用的技術(shù)關(guān)鍵。

多層罩

對于一個多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的天線罩，主要有三明治夾層和基于超材料的多層天線罩兩種數(shù)據(jù)類型。三明治結(jié)構(gòu)的天線罩，一般采用紙蜂窩或者經(jīng)濟(jì)泡沫聚合物充當(dāng)內(nèi)芯，復(fù)合建筑材料充當(dāng)蒙皮。通常企業(yè)相比于單層壁天線罩其擁有自己更好的介電性能，這可以同時通過對其結(jié)構(gòu)和夾層厚度等結(jié)構(gòu)特征參數(shù)信息進(jìn)行教學(xué)設(shè)計和優(yōu)化，獲得與入射波更好的電磁匹配，從而達(dá)到實現(xiàn)成本更低損耗的目的。泡沫聚合物相比紙蜂窩有更佳的力學(xué)性能和機(jī)械生產(chǎn)加工產(chǎn)品性能，應(yīng)用提供更為社會廣泛。另外，泡沫聚合物與蒙皮之間的粘接強(qiáng)度要求更高，抗力學(xué)沖擊學(xué)生能力方面更強(qiáng)，比較有代表性的是PMI泡沫。采用傳統(tǒng)蜂窩組織結(jié)構(gòu)理論作為內(nèi)芯則能有效實現(xiàn)中國一些國家特殊的力學(xué)性能，如零泊松比、負(fù)泊松比等，這對于我們提高天線控制系統(tǒng)的減震性能有工程建設(shè)意義。

超材料是最熱門的科學(xué)前沿之一，它利用周期性排列人工功能單元的技術(shù)來實現(xiàn)一些自然界中不存在的奇怪現(xiàn)象，如負(fù)折射率、100% 電磁吸收、慢波效應(yīng)等?；诔牧系念l率選擇表面(FSS)在新型天線罩的研制中也得到了越來越多的應(yīng)用。本文介紹了一種新的解決入射電磁波帶通或帶阻問題的方法，該方法基于人工單元和金屬片的二維周期性陣列，結(jié)合復(fù)合蒙皮，同時借助于復(fù)合蒙皮的錐形設(shè)計，減小了電磁信號在鼻錐方向的反射。在減少損耗和雷達(dá)截面積方面，F(xiàn)SS 天線罩比其他類型的天線罩具有獨特的優(yōu)勢。然而，隨著反隱身技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)有的軍用 FSS 天線罩的設(shè)計遇到了瓶頸，主要是由于外殼反射的信號仍然可以被探測到，如何在保證雷達(dá)系統(tǒng)正常運行的同時實現(xiàn)電磁隱身成為一個新的研究熱點。主要可行的方法是將雷達(dá)波導(dǎo)引出工作頻帶，進(jìn)入微波吸收層，使敵方雷達(dá)無法探測到有效的電磁信號。