影响雷达天线罩性能的主要因素分析

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1、影响雷达天线罩性能的主要因素分析刘华林(中国兵器装备集团火控技术中心，成都611731)摘要：天线罩是电磁波的窗口，其性能好坏将直接影响雷达系统的功能。本文从选材、工艺、质量控制等角度出发，分析了影响雷达天线罩性能的各种因素。关键词：天线罩，电性能，材料，工艺AnalysisofKeyFactorsEffectonthePerformanceofRadomeLiuhualin(FireControlTechnologyCenterofChinaSouthIndustryGroupCo.,Chengdu611731)Abstrac

2、t:Radomeisthewindowofelectromagneticwave,anditsperformancewillinfluencethefunctionofradarsystemdirectly.Inthispaper,thefactorseffectontheperformanceofradomeareanalyzedfrommaterialselection,processingcontrol,qualitycontrol,etc..Keywords:Radome;Electricalperformance;Ma

3、terial;Process1引言2雷达天线罩性能影响分析随着现代高科技的发展，雷达大量应用于陆、海、空三军及民航、气象等领域，相应的，雷达天2.1选材线罩的运用也日益广泛。天线罩是雷达系统的重要雷达天线罩可选的材料包括纤维、树脂（如无组成部分，被称为雷达系统的“电磁窗口”。天线罩机树脂、有机硅树脂、DI复合材料、氧化铝陶瓷）对改善雷达特别是天线伺服系统的使用环境，保证等。为了满足天线罩的电性能设计要求，在选材时雷达全天候工作，延长雷达系统使用寿命，提高其[4,5]通常需要考虑以下因素：工作可靠性，降低寿命周期费用等方面具有积极

4、作(1)介电性能良好（介电常数小、损耗角正切值用。特别是对工作在气候地理环境较为恶劣条件下[1-3]小）的材料可以获得较高的透波率和低的反射率和的雷达来说，天线罩更是必不可少的。热损耗；然而，天线罩在设计过程中，受选材、工艺、(2)适当的耐热性和耐热冲击性；质量控制等因素的影响，其性能将发生波动，并直(3)良好的机械强度和弹性模量；接影响到雷达系统的功能。本文将对影响天线罩性(4)良好的耐环境变化能力；能的主要因素作一简要分析。(5)表面涂层与夹芯层对传输性能的影响小；(6)可制造性与经济性。一般来说，地面雷达天线罩常采用纤维增

5、强复合材料及夹层材料（芯层用具有良好力学性能和介基金项目：国家自然科学基金资助项目(60702070)·1549·电性能的蜂窝或固体泡沫材料）组成；而机载雷达、(4)天线罩生产过程中没有标准统一的生产方导弹雷达天线罩由于要承受气动摩擦产生的热冲击法，特别是人为主观因素影响生产工艺；与热应力、雨冲击、雨腐蚀及高温对电磁性能的影(5)分块、连接、安装等原因造成的不均性。响，因此天线罩的结构和电气性能对材料的要求日2.2.2厚度(thickness)趋苛刻。目前，最常用的材料是玻璃纤维，如石英玻璃纤维，其介电性能好，可实现天线罩的宽频

6、透天线罩对雷达传输性能影响主要表现在对雷达波性。表1给出了部分典型玻璃纤维材料及其物理波的吸收与反射，而入射角和罩壁厚度决定了雷达性能。波的反射和透射比例，也即任何已选定材料和结构形式的天线罩的功率传输特性（插入损耗和插入相表1常用的玻璃纤维及其物理性能位延迟IPD）都是入射角和厚度的函数。抗拉强杨氏模介电损耗性密度介电常数ε按厚度来分，通常天线罩可分为单层结构和夹度量角正切-3能(g·cm)(f=9.375Hz)层结构（如A夹层、C夹层等）。比如，拿单层结构(GPa)(GPa)(tgε)来说，厚度的变化将引起传输系数和功率反射

7、系数E玻交替起伏变化，且极大值与极小值相差很大，随着璃纤2.543.45726.130.0038维频率的增加这种变化更加明显。尽管薄壁单层罩在S玻不同极化时IPD随入射角变化较小，但现实中存在璃纤2.494.00855.210.0068加工工艺难度大，厚度不易控制的问题。此外，夹维层结构因其性能优势获得了广泛运用，但厚度（包D玻括表面蒙皮和芯层）控制也是一个非常关键的问题，璃纤2.162.40524.000.0026直接影响其电性能。维石英2.2.3制造公差(manufacturingtolerance)玻璃2.201.7072

8、3.780.0002纤维天线罩制造公差是在产品成型加工过程中产生凯芙的厚度公差和介电参数公差。天线罩制造公差应与1.453.451373.850.0010拉49天线的制造公差要求相匹配。基于2.2.1和2.2.2小节对均匀性和厚度的认识，这里要重点控制蒙皮和2.