潜用雷达天线罩材料及成型工艺研究.pdf

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1、造船技术2013年第5期(总第315期)潜用雷达天线罩材料及成型工艺研究肖卫东1，黄一清1，蔡正燕2(1．沪东中华造船(集团)有限公司军事代表室，上海200129；2．上海船舶工艺研究所，上海200032)提要综述潜用雷达天线罩材料以及纤维增强复合材料在雷达天线罩中的应用，介绍潜用复合材料典型成型工艺及其发展趋势，指出高性能雷达天线罩的研究发展方向。关键词潜用雷达天线罩复合材料成型工艺研究进展中图分类号TN957．2文献标识码AResearchProgressofRadomeMaterialsandMouldingProcessforSubmarineAppli

2、cationXIAOWei—don91，HUANGYi—qin91，CAIZheng—yan2(1．NavyRepresentativeOfficeStationedatShanghaiHudong—ZhonghuaShipbuilding(Group)Co．，Ltd．Shanghai200129，China；2．ShanghaiShipbuildingTechnologyResearchInstitute，Shanghai200032，China)AbstractApplicationofradomematerialsandfiberreinforcedcom

3、positesforsubmarinewerereviewed．Thedevelopmenttrendoftypicalmouldingprocessofcompositesforsubma-rinewasintroduced．Theresearchorientationofhighperformanceradomewaspointedout．KeywordsSubmarineradomeCompositesMouldingprocessResearchprogress1引言天线罩是雷达系统的重要组成部分，被称作雷达系统的“电磁窗口”，是雷达通信系统的重要装置之

4、一，其除了具备优异的介电性能外，还必须具有较高的力学性能。而对于潜艇天线罩来说要求更高，除了长期耐海水腐蚀之外，还具有极低吸水率和耐较高水压的能力。天线罩性能好坏直接影响到通信系统的通信距离、效果、可靠性和使用寿命。天线罩按照结构形式可以分为蜂窝夹层结构和单层薄壁结构，蜂窝夹层结构多用于地面及水面雷达系统中，由于潜用雷达天线罩在水下要承受较高的水压，因此一般采用单层薄壁结构。2潜用雷达天线罩材料的性能要求[1]制作潜用雷达天线罩的材料除了满足透波性能之外还应具有优良的力学性能，主要包括：(1)透波性能。一般情况下，制作雷达天线罩的适宜微波透波材料波长为l～100

5、0mm，即频率在0．3～300GHz范围内，电磁波的单向透过率大于70％的材料。作者简介：肖卫东(1969一)，男，工程师。(2)介电性能。潜用天线罩材料要具有低的介电常数，3．9～4．3(9370MHz)，损耗角正切值小于0．02。(3)低吸水率。潜用天线罩由于长期工作于水下，需要其材料具有低吸水率，其值应小于0．35。(4)优良的力学性能。潜用雷达天线罩在水下要承受较高的水压，因此其材料的拉伸强度大于350MPa，拉伸模量大于18．5GPa，压缩强度大于235MPa，压缩模量大于13．5GPa。3潜用雷达天线罩材料体系先进潜用雷达天线罩所用的材料应具有优异的

6、力学性能和介电性能。随着深潜技术的发展，对材料的要求越来越高，如何选用低介电常数，低吸水率和高强度的树脂和增强纤维是制备先进潜用雷达天线罩的基础。3．1树脂体系传统雷达罩的基体树脂有环氧树脂、酚醛树脂和不饱和聚酯树脂等。酚醛树脂是较早使用的雷达罩树脂，但其成形困难，性能较脆，目前很少使用；不饱和聚酯树脂成本低，成形容易，其力学性能较差，较多地使用于要求较低的地面雷达罩；环氧树脂力学性能和介电性能较好，是目前雷达罩最广泛使用肖卫东，等：潜用雷达天线罩材料及成型工艺研究的基体材料。但是传统基体树脂的主要缺点是介电损耗正切较大，因此如何降低传统基体树脂降低介电常数，提

7、高其力学性能是研究的热点。新型的树脂主要有聚酰亚胺(PD、氰酸酯树脂和有机一无机纳米杂化材料。聚酰亚胺树脂具有优异的力学性能、耐热性，是一种理想的高性能雷达罩材料。氰酸酯树It旨(CE)吸湿性低(<1．5％)，介电性能好(介电常数为2．7～3．2)e引。氰酸酯树脂是未来结构功能一体化的候选材料，易与增强材料复合，固化过程中无低分子物析出，固化温度为177℃。目前，氰酸酯树脂已成功地应用于雷达天线罩领域。有机一无机纳米杂化材料是近年发展起来的新一代主导材料f-3】，它的无机纳米颗粒在有机本体中分散均匀、颗粒与本体的键合力强，且具有多个活性官能团，极易进行分子组装等

8、特点。该材料所具有的特殊