天線罩顧名思義,就是保護(hù)天線系統(tǒng)免受外部環(huán)境影響的結(jié)構(gòu)物。它在電氣性能上具有良好的電磁波穿透特性,機(jī)械性能上能經(jīng)受外部惡劣環(huán)境的作用。天線罩從使用分類來(lái)看,可以分為地面用和航空用兩種。下面我們以雷達(dá)上采用的天線罩為例,簡(jiǎn)述天線罩技術(shù)發(fā)展趨向。
1、多功能寬帶高透波天線罩
雷達(dá)的多功能性使天線的頻帶加寬,要有相應(yīng)帶寬的天線罩相匹配。美國(guó)某公司開(kāi)發(fā)了一種無(wú)機(jī)聚合物,以硅為基,具有獨(dú)特的高溫性能和低的介電常數(shù)。低的介電常數(shù),放大了電厚度的公差,可大大降低制造成本。由這種聚合物制成的復(fù)合材料在538℃以上高溫有穩(wěn)定性,有極好的抗熱沖擊性能和燒蝕性能。在30MHz到30GHz之間的介電性相當(dāng)穩(wěn)定。目前有兩種樹(shù)脂正在用來(lái)制造天線罩,一種是DI-100樹(shù)脂,主要用來(lái)浸漬三維石英纖維復(fù)合材料,用作重返飛行器的天線罩。另一種是DI-200樹(shù)脂,專為天線罩用二維石英纖維織物而開(kāi)發(fā)的。這兩種樹(shù)脂均可用來(lái)制造低介電常數(shù)的合成泡沫材料,以用來(lái)制造多層介電梯度功能天線罩,可滿足寬帶要求。DI樹(shù)脂石英復(fù)合材料室溫下介電常數(shù)為3,損耗角正切為0.008。加工性與傳統(tǒng)的熱固性樹(shù)脂聚酰亞胺同樣容易。
2、電磁智能蒙皮
如果能把戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)體表面結(jié)構(gòu)作為傳感器的天線孔徑,無(wú)疑會(huì)極大地提高天線的幅射能力,從而使傳感器的作用距離和分辨力以及對(duì)多目標(biāo)的跟蹤能力產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。美國(guó)諾斯羅普·格魯門(mén)公司和TRW公司早在20世紀(jì)90年代初就開(kāi)始研制成了天線功能的電磁智能蒙皮,它既能承載,又能使整個(gè)飛機(jī)的外表面變成天線,帶來(lái)的好處是既降低了結(jié)構(gòu)重量和成本又增強(qiáng)了天線性能。飛機(jī)上大約有100多個(gè)天線,占用了60多個(gè)孔徑。采用電磁智能蒙皮可使飛機(jī)機(jī)體上的開(kāi)口數(shù)量降低65%,減重100~500千克。1997年3月這種電磁智能蒙皮被安裝在F/A-18SRA試驗(yàn)飛機(jī)的右側(cè)垂尾頂端結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了飛行試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果顯示,與F/A-18標(biāo)準(zhǔn)天線相比,其信噪比提高了15~25dB,通信距離提高了5倍,信號(hào)的空地和空空傳播質(zhì)量大大提高,改善了飛機(jī)的通信、導(dǎo)航和識(shí)別能力,整體天線也降低了雷達(dá)反射信號(hào),增強(qiáng)了飛機(jī)的生存能力。
3、耐高溫高透波天線罩
據(jù)分析預(yù)測(cè),美國(guó)的NMD在2020年構(gòu)成實(shí)質(zhì)性的威脅。應(yīng)對(duì)辦法就是遠(yuǎn)程打擊用的戰(zhàn)略武器的突防和生存。導(dǎo)彈再入大氣層很容易被NMD系統(tǒng)測(cè)出彈道軌跡而被攔載。采取自由滑翔再入大氣層,距地面還有500米,甚至300米時(shí)雷達(dá)自動(dòng)開(kāi)啟。此時(shí),NMD發(fā)現(xiàn)已來(lái)不及攔載,這需要耐高溫高透波天線罩,要求在1500℃時(shí)仍能保持介電性能的穩(wěn)定性。
4、超材料天線罩
超材料在雷達(dá)天線罩、高性能天線等微波器件和隱身等技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,在雷達(dá)、隱身、電子對(duì)抗等諸多國(guó)防技術(shù)領(lǐng)域擁有應(yīng)用潛力和發(fā)展空間。由于超材料電磁響應(yīng)的頻譜范圍與結(jié)構(gòu)單元形式及其尺寸的大小密切相關(guān),具有非常靈活的可調(diào)控性,如果在超材料的傳輸禁帶(即負(fù)介電常數(shù)頻帶內(nèi))出現(xiàn)一個(gè)正的介電常數(shù)頻域,那么就可得到良好的頻率選擇特性??赏ㄟ^(guò)合理的設(shè)計(jì)超材料單元結(jié)構(gòu)使其對(duì)預(yù)定頻段的電磁波有選擇性地吸收與透射,實(shí)現(xiàn)天線罩罩壁結(jié)構(gòu)的吸波與透波一體化。
天線罩的種類如此之多,適應(yīng)了各種環(huán)境下的應(yīng)用,而天線罩技術(shù)還在不斷地發(fā)展創(chuàng)新,相信在未來(lái)科技的飛速發(fā)展中天線罩也會(huì)找到更好的發(fā)展方向。更多關(guān)于天線罩的咨詢,歡迎您點(diǎn)擊咨詢:692ya.cn
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