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材料导报A:综述篇
2012年8月(上)第26卷第8期
雷达天线罩技术及其电性能研究综述
李欢,刘钓,肖加余,曾竟成,邢素丽
(国防科学技术大学航天与材料工程学院,长沙410073)
摘要综述了雷达天线罩技术的现状和发展趋势,介绍了雷达天线軍的材料(包括基体材料、增强材料和夹
材料)、軍壁结构以及成型工艺,并且从雷达天线軍的透波特性和辐射特性两个方面祥细介绍了雷达天线軍电性能研
究分析方法,为雷达天线軍的设计与制造奠定了基础。
关键词雷达天线罩复合材料罩壁结构成型T.艺电性能透波特性辐射特性
中图分类号:TIB332
文献标识码:A
An Overview on the Technology and Electromagnetic Performance of Radome
LI Huan, LIU Jun, XIAO Jiayu, ZENG Jingcheng, XING Suli
(College of Aerospace and Materials Engineering, National University of Defense Technology, Changsha410073
Abstract The present state and development trend of the radome technology were reviewed. The materials( in
cluding matrix. reinforced and core materials) wall structure and moulding process of the radome were introduced
and the study methods of the electromagnetic performance of radome were also discussed from the wave transparent
and radiation performance, which laid a foundation of the design and fabrication of the radome.
Key words radome, composites, wall structure, moulding process, elect romagnetic perforrnance. wave trans
parent performance, radiation performance
雷达天线罩是一种功能结构件,它不仅要满足结构强度像波瓣电乎增加和传输效率降低。因此,要求雷达犬线單單
和刚度、空气动力、耐环境性和其他特殊功能等要求,还要满体材料的tan低至接近于零,∈尽可能低,以达到”最大传输
足电性能要求2。随着航空航天技术的发展,雷达天线性和“最小反射”的目的
能不断提高,对天线罩在高性能、高透波、宽频段、低质量等
纤维增强树脂基复合材料是一类集结构、防热、透波于
方面提出了更高的要求。
体的功能复合材料,具有优良的电性能,介电常数ε和介电
1雷达天线罩技术的发展
损耗1anお都很小,且具有足够的力学强度和适当的弹性模
量,是实际应用最广的天线單材料。本文主要介绍纤维增强
从1941年美国在波音B-18A飞机上安装的第一个有机树脂基复合材料在天线罩的应用
玻璃雷达天线罩开始时,经过几十年的发展,各种各样的雷1.1.1树脂基体
达大线單已经广泛应用于地面武器装备、潜艇、飞机、导弹、
不饱和聚酯树脂(UP)的电性能和工.艺性能良好,而且
卫星等结构上,而且,雷达天线罩技术也得到了飞速发展。价格便宜,是最早用于天线單的树脂基体之一,但因其力学
雷达天线罩技术综合了材料学、工.艺学、电磁学、空气动力学性能较差,多使用于要求较低的地面雷达天线罩;环氧树脂
及结构力学等众多学科的知识,其主要内容有电性能设计与(EP)具有优良的力学性能、耐化学腐蚀性能和电性能,且固
测试技术、结构与强度设计技术、高性能透波复合材料技术、化收缩率低,是天线罩最常用的树脂基体之一;酚醛树脂
高精度制造工艺技术以及性能表征与质量控制技术等。因(PFE)是较早使用的天线罩材料,但其成型困难,不过改性后
此,雷达天线單的整体性能取决于以上各项技术研究的综合可用于一些对材料耐热性要求高的场合。以上3种树脂是
效果1
传统的天线罩树脂基体材料,目前仍广泛用于制备各种天线
1.1雷达天线罩材料
罩。除此之外,有机硅树脂、聚酰亚胺树脂(PI)、頷酸附树脂
雷达天线罩选材的依据是高强度、高模量、耐侯性好、介(CE)、聚四氟乙烯树脂(PTFE)等新型耐高温树脂也在天线
电性能好等,其中最主要的是介电性能,具体包括介电常数罩制造中显示了其潜力。有机硅树脂突出的优点是耐热性
(e)和损耗角正切(tanお)。其中,tan越大,电磁波能量在穿和优良的介电性能,在各种环境条件下介电性能都比较稳
透天线單过程中转化为热量而损耗的能量就越多;e越大,电定;其缺点是机械强度较低,且需高压成型。聚酰亚胺是近
磁波在空气与天线罩壁分界面上的反射就越大,从而导致镜年米研究和报道较多的一种耐高温树脂,可以在300℃长期
米国家自然科学基金(51103177)
李欢:男,1987年生,硕士,主要从事聚合物基复合材料研究C-mail:happiness(@126.com