天线罩制造中的电厚度测量技术

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1、第25卷第4期增刊仪器仪表学报2004年8月天线罩制造中的电厚度测量技术张生芳“2郭东明1贾振元1康仁科1史爱峰11(大连理工大学教育部精密与特种加工重点实验室大连116024)2(大连铁道学院机械工程系大连116028)摘要天线罩在运载火箭、飞船、导弹及返回式卫星等航天飞行器无线电系统中具有重要地位。罩壁电厚度是影响天线罩电性能的重要参数之一。分析了电磁波在天线罩介质中的传输特性和天线罩电厚度测量的必要性，介绍了国内外高性能天线罩制造过程中罩壁电厚度测量技术的研究现状和发展趋势。关键词天线罩电厚度插入相位延迟测量技术Measur

2、ingTechnologyofElectricalThicknessinRadomeManufactureZhangShengfangj_3GuoDongmingjJiaZhenyuanIKangRenkeiShiAifengl1(KeyLaboratoryofPrecision&Non—traditionalMachiningofMinistryofEducation，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，China)2(DepartmentofMechanicalEngineeri

3、ng，DalianRailwayUniversity，Dalian116028，China)AbstractRadomeisofgreatimportanceinthewirelesssystemofallkindsofaircrafts，suchascarrierrocket，airship．missileandcontrollablesatellite．Electricalthicknessisoneofthevitalelectricalparametersinfluencingelectricpropertiesofrad

4、ome．Thetransmissioncharacteristicofelectromagneticwaveinradomedielectricisana—lyzed，thenecessaryofmeasuringelectricalthicknessisdiscussed．Furthermore，thepresentstatusanddevelopingtrendofmeasuringtechnologyofelectricalthicknessinradomemanufactureareintroduced．KeywordsR

5、adomeElectricalthicknessInsertionphasedelayMeasuringtechnology1引言天线罩是安装在导引头天线外部的保护罩，它是航天飞行器“眼睛”的重要组成部分，具有透波、导流、防热、承载等多种功能，主要保护航天飞行器在高速飞行和恶劣环境条件下的制导、通讯、遥测、引爆等系统能正常工作。天线罩在运载火箭、飞船、导弹及返回式卫星等航天飞行器无线电系统中具有重要地位口1，并得到了广泛应用。各种天线罩因用途不同，对其性能要求也就不同。其中用于主动寻的制导系统的天线罩性能要求最高旧1。该型天线罩一

6、般采用单层薄壁结构，外形为流线型。制导系统要求天线罩保证导引头天线发射和接收透过罩壁的电磁波信号不失真或畸变很小，从而保证·国家863计划资助项目(2002AA421170)。无线电寻的系统瞄准误差和瞄准误差率在允差范围内，这对天线罩的制造技术提出了很高的要求。在天线罩电性能参数中，重要的参数之一是罩壁的电厚度口]。透过天线罩的电磁波由于罩壁引起的电厚度变化会导致天线增益损失、波束宽度变化、波束偏移及副瓣电平抬高。采用现有成型工艺制造的天线罩，由于材料不均匀性和成型工艺水平的限制，虽然半精加工后能够满足其几何形状和外形尺寸要求，但

7、电厚度误差仍不能满足其公差要求，且极大地超过允差范围，从而影响了天线罩的电性能。因此，在制造过程中，就必须对天线罩壁的电厚度进行测量，根据测量结果对超差部位进行电厚度补偿，以满足天线罩的电厚度公差指标。本文对高性能天线罩的电磁波传输特性及电厚度测量的必要性做了详细分析，介绍了国内外天线罩电第4期增刊天线罩制造中的电厚度测量技术35厚度测量技术的研究现状及发展趋势。说明高性能天线罩的制造必须有高精度电厚度测量技术作保障。2天线罩的电磁波传输特性根据平面波在介质中的传播理论，要研究电磁波在天线罩中的透射、反射等传输特性，首先必须研究电

8、磁波在平板介质中的传输特性。天线罩相当于带有二维曲率的介质平板，当天线罩壁的曲率半径足够大，电磁波束照射在罩壁上的有效面积足够小时，可以近似为平板介质层情况口，。如图1所示，I区和III区均为自由空间(空气)，II区是厚度为h的单层实心平板介质。电