天線罩顧名思義,就是保護天線系統(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看,可以分為地面用和航空用兩種。下面我們以雷達上采用的天線罩為例,簡述天線罩技術(shù)發(fā)展趨向。
1、多功能寬帶高透波天線罩
雷達的多功能性使天線的頻帶加寬,要有相應帶寬的天線罩相匹配。美國某公司開發(fā)了一種無機聚合物,以硅為基,具有獨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之間的介電性相當穩(wěn)定。目前有兩種樹脂正在用來制造天線罩,一種是DI-100樹脂,主要用來浸漬三維石英纖維復合材料,用作重返飛行器的天線罩。另一種是DI-200樹脂,專為天線罩用二維石英纖維織物而開發(fā)的。這兩種樹脂均可用來制造低介電常數(shù)的合成泡沫材料,以用來制造多層介電梯度功能天線罩,可滿足寬帶要求。DI樹脂石英復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)的熱固性樹脂聚酰亞胺同樣容易。
2、電磁智能蒙皮
如果能把戰(zhàn)斗機的機體表面結(jié)構(gòu)作為傳感器的天線孔徑,無疑會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多目標的跟蹤能力產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。美國諾斯羅普·格魯門公司和TRW公司早在20世紀90年代初就開始研制成了天線功能的電磁智能蒙皮,它既能承載,又能使整個飛機的外表面變成天線,帶來的好處是既降低了結(jié)構(gòu)重量和成本又增強了天線性能。飛機上大約有100多個天線,占用了60多個孔徑。采用電磁智能蒙皮可使飛機機體上的開口數(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試驗飛機的右側(cè)垂尾頂端結(jié)構(gòu)上進行了飛行試驗,試驗結(jié)果顯示,與F/A-18標準天線相比,其信噪比提高了15~25dB,通信距離提高了5倍,信號的空地和空空傳播質(zhì)量大大提高,改善了飛機的通信、導航和識別能力,整體天線也降低了雷達反射信號,增強了飛機的生存能力。
3、耐高溫高透波天線罩
據(jù)分析預測,美國的NMD在2020年構(gòu)成實質(zhì)性的威脅。應對辦法就是遠程打擊用的戰(zhàn)略武器的突防和生存。導彈再入大氣層很容易被NMD系統(tǒng)測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米時雷達自動開啟。此時,NMD發(fā)現(xiàn)已來不及攔載,這需要耐高溫高透波天線罩,要求在1500℃時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)域具有廣闊的應用前景,在雷達、隱身、電子對抗等諸多國防技術(shù)領(lǐng)域擁有應用潛力和發(fā)展空間。由于超材料電磁響應的頻譜范圍與結(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(即負介電常數(shù)頻帶內(nèi))出現(xiàn)一個正的介電常數(shù)頻域,那么就可得到良好的頻率選擇特性。可通過合理的設計超材料單元結(jié)構(gòu)使其對預定頻段的電磁波有選擇性地吸收與透射,實現(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,適應了各種環(huán)境下的應用,而天線罩技術(shù)還在不斷地發(fā)展創(chuàng)新,相信在未來科技的飛速發(fā)展中天線罩也會找到更好的發(fā)展方向。更多關(guān)于天線罩的咨詢,歡迎您點擊咨詢:ssend.cn
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