复合材料在相控阵天线结构中的应用

《复合材料在相控阵天线结构中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、2002年第18卷第3期!!!电子机械工程!!!!!!!!!!!!2002.Vol.18No.3Electro-mechanicalEngineering·35·!!复合材料在相控阵天线结构中的应用"唐宝富（南京电子技术研究所，江苏南京!210013）摘!要!介绍了复合材料在相控阵天线结构中的一些应用实例以及相控阵天线结构中常用复合材料的基本设计方法关键词!复合材料;相控阵天线;结构设计中图分类号!TN821.8!!文献标识码!A!!文章编号!1008-5300C2002)03-0037-06ApplicationofCompositematerialinphasedArrayAntenn

2、astructureTan9BaofuCNanjingresearchinstituteofelectronicstechnolog$Nanjing210013China)Abstract:Thispaperintroducessomeapplicationexamplesofcompositematerialsinphasedarrayantennastructureandbasicdesignmethodsofcommoncompositematerials.KeyWords:Compositematerial;phasedarrayantenna;structuraldesign很大

3、程度上改善和提高单一常规材料的力学性能、1!引!言物理性能和化学性能，并且可以解决在工程结构上采用常规材料无法解决的工艺问题。因此，复合材由于航空、航天、电子、机械、化工等工业的发料广泛应用于航空、航天、机械制造、交通运输、建筑展，对材料提出了更高、更多、更苛刻的要求，单一材和体育用品等领域。料难以满足这些要求，因而复合材料应运而兴，迅猛与单一材料相比，复合材料具有比强度和比刚发展。度高，耐疲劳性、减振性好、热膨胀系数小的特点。复合材料的定义为：“由两种以上在物理和化学表1是常用工程材料和复合材料的性能比较。上不同的物质组合起来而得到的一种多相材料。”其组成材料对复合材料的性能起到协调作用

4、，可以在表l!常用工程材料和复合材料的性能比较密度抗拉强度弹性模量比强度比模量膨胀系数材料（g／cm3）（mpa）（Gpa）（>106（108-6-1cm）cm）10C玻纤／环氧1.85380242.11.352芳纶／环氧1.415008010.75.71.8碳纤维／环氧1.6180012811.38.00.2钢7.814002101.42.712铝合金2.8500771.72.823钛合金4.510001102.22.49.0"收稿日期!2001-07-15·36·电子机械工程第18卷相控阵天线是指在扫描过程中，天线口径保持力构件中也有不少应用。不变且没有机械转动机构，仅靠移相系统来实现

5、电!."复合材料在天线罩上的应用磁波束在空间指向的一种阵列天线。与一般反射面为了能适应各种环境要求，保证雷达全天候工天线相比，相控阵天线除能承受风载、冰雪、自重等作，满足防风、砂、雨、雪、盐雾等要求，相控阵天线大载荷，保证精度外，还必须能承受安装在其内的大量都在阵面前设置天线罩来保护天线（有些有源相控电子设备的重量，而这些设备的重量往往是天线结阵天线还利用天线罩与反射面板之间的空间做阵面构自重的数倍，这对天线结构的刚强度提出了更高风冷的静压腔）。天线罩要求电磁波穿透损耗小，重的要求，尤其动载荷作用下的刚强度（因为电子设备量轻、刚性好、耐腐蚀性好、隔热保温、阻燃，玻璃钢对天线承载结构来说只是

6、附着质量）。而相控阵天蜂窝夹层结构恰好能满足这些要求，是理想的天线线的结构尺寸和型式往往受到天线单元排列方式、罩材料。天线罩壁的厚度除满足刚强度要求外，还间距、内部电子设备安装、大量电缆的走线排布以及受波长控制。图1是一种比较典型的五夹层天线罩冷却系统的要求等诸多限制，结构可设计的余地很的断面结构。蒙皮为高强度S-2玻璃布层压板，小。在这种情况下，就需要使用比强度和比刚度高，（相对介电常数4.2，损耗角正切0.02），芯层是芳纶减振性好的结构材料，而复合材料的特点刚好满足纸蜂窝（相对介电常数1.1，损耗角正切0.003）。了这种要求，因此，复合材料在相控阵雷达天线结构中有很好的应用前景。2

7、复合材料在相控阵天线中的应用相控阵天线由许多天线单元按一定的规律排列图1天线罩断面结构而成。天线单元一般为半波振子、喇叭、裂缝天线等，天线单元少的有几百，多则几千甚至上万，后接移相器，功放等组成的馈电系统。相控阵天线的承载结构一般为箱体结构（通常称为高频箱），其中一个面为反射面，天线单元排列于反射面上，馈电系统安装于箱体内部。为保护内部设备，高频箱一般做成密封结构，背部开有维修门。其主受力结构通常采用板或平面桁架，设计重