天線罩

雷達(dá)天線罩電性能設(shè)計(jì)技術(shù)

全書介紹了雷達(dá)天線罩電性能設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化方面涉及的知識(shí)、理論、內(nèi)容和方法；重點(diǎn)論述了傳統(tǒng)罩壁結(jié)構(gòu)電性能挖掘的抓手，變厚度設(shè)計(jì)技術(shù)，介紹了窄帶半波壁雷達(dá)天線罩軸向變厚度設(shè)計(jì)、寬帶夾層結(jié)構(gòu)雷達(dá)天線罩雙向變厚度設(shè)計(jì)技術(shù)及應(yīng)用；

重點(diǎn)論述了寬帶和隱身雷達(dá)天線罩設(shè)計(jì)的抓手——頻率選擇表面（FSS）、小型化單元頻率選擇表面（MEFSS）及電抗加載等罩壁結(jié)構(gòu)的構(gòu)建、設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法，描述了帶有金屬含物罩壁結(jié)構(gòu)的基本機(jī)制、設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)；

還介紹了雙頻、超寬帶、梯度等功能結(jié)構(gòu)的電性能特性與設(shè)計(jì)分析方法；兼顧未來技術(shù)發(fā)展，對(duì)共形陣電磁智能蒙皮和超材料天線罩進(jìn)行了概念與要素論述以及設(shè)計(jì)與性能探討。

目錄

第1章導(dǎo)論

1.1雷達(dá)天線罩基本概念

1.2天線罩發(fā)展歷程

1.3天線罩電性能要求與設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容

第2章天線罩電性能仿真計(jì)算方法

2.1麥克斯韋方程組

2.2幾何光學(xué)法

2.3物理光學(xué)法

2.4矩量法

2.5有限元法

2.6時(shí)域有限差分法

第3章天線罩電性能設(shè)計(jì)

第4章優(yōu)化設(shè)計(jì)基本理論與方法

第5章窄帶雷達(dá)罩變厚度設(shè)計(jì)

第6章寬帶雷達(dá)罩變厚度設(shè)計(jì)

第7章頻率選擇表面天線罩設(shè)計(jì)

第8章小型化單元頻率選擇表面天線罩設(shè)計(jì)

第9章電抗加載天線罩設(shè)計(jì)

第10章雙頻段天線罩設(shè)計(jì)

第11章超寬帶電子戰(zhàn)天線罩設(shè)計(jì)

第12章共形陣電磁智能蒙皮設(shè)計(jì)探討

第13章超材料天線罩設(shè)計(jì)探討

雷達(dá)天線罩電性能設(shè)計(jì)技術(shù)

作者：劉曉春

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天線罩是保護(hù)天線系統(tǒng)不受外部環(huán)境影響的結(jié)構(gòu)物，天線罩具有良好的電磁波穿透特性，機(jī)械性能上能經(jīng)受外部惡劣環(huán)境的作用。室外天線通常置于露天工作，直接受到自然界中暴風(fēng)雨、冰雪、沙塵以及太陽輻射等侵襲，致使天線精度降低、壽命縮短和工作可靠性差。使用玻璃鋼天線外罩能起到絕緣防腐、防雷、抗干擾、經(jīng)久耐用等作用，而且透波效果非常好，是目前天線外罩最理想材料。

透波材料是近年來快速發(fā)展起來的一類集結(jié)構(gòu)、防熱、透波于一體的多功能介質(zhì)材料，是具有極小介電損耗的結(jié)構(gòu)材料，電磁波在傳播過程中遇到某一材料時(shí)，如果透過的強(qiáng)度大于一定限度，則該材料可被視作高透波材料。從材料本性講，其特征是具有很小的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切值。玻璃纖維材料可用作各種飛機(jī)、導(dǎo)彈、宇宙飛船、衛(wèi)星及地面站的天線罩和天線窗，還可用作高性能印刷電路板基材等，在航空航天、電子、通訊等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，有著非常重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

透波材料通常分為兩種：一種為無機(jī)材料，如氧化鋁、二氧化硅、玻璃陶瓷、氮化硅、氮化硼等;另一種為耐熱樹脂基纖維復(fù)合材料。山東英特力新材料有限公司主要對(duì)透波復(fù)合材料進(jìn)行分析。

一、天線罩常用透波復(fù)合材料

透波復(fù)合材料屬于功能復(fù)合材料，有基體和增強(qiáng)體兩部分組成。是目前實(shí)際中應(yīng)用最廣的玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料。

1、基體

透波復(fù)合材料是由增強(qiáng)纖維和樹脂基體構(gòu)成的，兩者的電性能好才能成型出電性能好的透波材料。通常增強(qiáng)材料的力學(xué)性能和介電特性均優(yōu)于樹脂基體，所以復(fù)合材料的透波性能主要取決于樹脂基體的性能。因此必須選擇具有優(yōu)良電性能的樹脂基體，同時(shí)樹脂在復(fù)合材料中也起膠粘劑的作用，是決定復(fù)合材料耐熱性的基本成分。

樹脂基體主要有傳統(tǒng)的不飽和聚酯樹脂(UP)、環(huán)氧樹脂(EP)、改性酚醛樹脂(PF)以及近年來開始研究和應(yīng)用的氰酸酯樹脂(CE)、有機(jī)硅樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂(BMI)、聚酰亞胺(P1)、聚四氟乙烯(PTFE)等新型的耐高溫樹脂。

2、增強(qiáng)體

目前大多都采用玻璃纖維，而國內(nèi)透波復(fù)合材料使用的增強(qiáng)材料主要是 E 玻璃纖維和 S 玻璃纖維，M 玻璃纖維使用量較少。Kevlar(芳綸)最初由美國杜邦公司發(fā)明，加拿大已把它用于飛機(jī)的雷達(dá)罩。Spectra1000 在各種頻率下均表現(xiàn)出優(yōu)異的介電性能，且具有的低密度、高強(qiáng)度、高模量和高抗沖擊性能，使其在高性能天線罩的制造中具有極大的吸引力。

二、天線罩主要應(yīng)用用途

主要應(yīng)用于直徑最大的超遠(yuǎn)程精密跟蹤雷達(dá)天線罩、高度精密跟蹤雷達(dá)天線罩、

引導(dǎo)雷達(dá)天線罩、警戒雷達(dá)天線罩、氣象雷達(dá)天線罩、薄壁結(jié)構(gòu)地面天線罩、

移動(dòng)通訊基站天線罩、車載天線罩等多種領(lǐng)域。山東英特力新材料有限公司可以根據(jù)用戶透波、尺寸等要求定制加工。目前已和國內(nèi)多個(gè)院所進(jìn)行合作，產(chǎn)品質(zhì)量均達(dá)到各項(xiàng)國軍標(biāo)要求。

公司產(chǎn)品的主要優(yōu)點(diǎn)：

1、玻璃鋼天線罩永不變形，幾何尺寸長期保持穩(wěn)定。

2、耐候性強(qiáng)：防腐蝕、防紫外線、抗老化、抗沖擊，在高溫、低寒等惡劣環(huán)境中依然性能良好，更能適用于各種復(fù)雜的環(huán)境。

3、玻璃鋼天線罩表面添加了助劑增強(qiáng)了它們之間的附著力，使表面油漆即使在惡劣氣候環(huán)境中都不會(huì)出現(xiàn)脫落、起皺紋，長期保持色澤。

4、電絕緣性佳,透波性強(qiáng)。

5、質(zhì)輕,加工、運(yùn)輸及安裝方便。

6、外觀精美、高檔，質(zhì)感好。

7、玻璃鋼天線罩具有使用壽命長(一般設(shè)計(jì)壽命為二十年)、安裝方便且成本低(比重僅為碳鋼的1/4，施工中無需動(dòng)火，單根長度可達(dá)6米，甚至更長)、切割方便、不需維護(hù)等優(yōu)越性。

英特力新材料生產(chǎn)的天線罩技術(shù)綜合了材料、工藝、機(jī)械、電磁、空氣動(dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)等學(xué)科的知識(shí)，設(shè)計(jì)和制造難度很大。公司下設(shè)四大研發(fā)中心，專業(yè)從事關(guān)鍵基礎(chǔ)材料研發(fā)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)模型模擬、關(guān)鍵工藝等研發(fā)，為產(chǎn)品生產(chǎn)制造提供堅(jiān)實(shí)的后備力量。公司建立了多窗口互補(bǔ)、全方位跟蹤、多梯次融合的企業(yè)管理模式。與國內(nèi)外多家科研單位建立產(chǎn)學(xué)研合作，不斷引進(jìn)新技術(shù)、新材料和新工藝，使企業(yè)核心技術(shù)始終能夠占據(jù)行業(yè)高端。