雷達天線罩上樹脂基復(fù)合材料的應(yīng)用研究

王瑤瑤

摘 要：針對于雷達系統(tǒng)而言，天線罩的使用是其重要的保護系統(tǒng)，通常情況下，在選擇天線罩材料的過程中，其標準要求為能夠透過一定的頻率電磁波，并且能夠有效保障雷達不受損害的功能性材料，基于此，雷達天線罩常被稱為電磁窗口。本文主要內(nèi)容研究了雷達天線罩中樹脂基復(fù)合材料的應(yīng)用，希望能為我國雷達天線罩未來的發(fā)展方向有所啟示。

關(guān)鍵詞：雷達天線罩；樹脂基復(fù)合材料；應(yīng)用研究；制備工藝；熱性能

前言

雷達天線罩的存在為雷達系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)提供了保護作用，為了有效確保雷達在任何情況下都能有效發(fā)揮自身功能，要求雷達天線罩必須能夠在加熱、氣動載荷等情況下工作，并且在保證傳輸功率的同時其瞄準誤差要滿足相關(guān)制導(dǎo)系統(tǒng)的要求。在我國現(xiàn)代社會不斷發(fā)展過程中，軍事行業(yè)的發(fā)展對雷達天線罩的要求也在逐漸提高，雷達天線罩在發(fā)展過程中只有不斷引進新技術(shù)與新材料才能符合當前軍事行業(yè)的發(fā)展。

1.雷達天線罩材料性能的相關(guān)要求

1.1 介電性能

針對于雷達天線罩材料而言，其介電性能直接關(guān)乎著材料自身的性能，通常情況下通過損耗角的正切值（tanδ）以及介電常數(shù)（ε）對介電性能進行表示。針對天線罩材料性能而言，要求其材料必須為高性能材料，此時材料的介電常數(shù)應(yīng)該ε<10F/m，其損耗角應(yīng)該為tanδ<0.01[3-4]。介電常數(shù)的大小會直接影響到天線罩的使用性能，介電常數(shù)小會導(dǎo)致電磁波的反射對插入損耗的影響降低。在雷達天線罩運行過程中，要求其在高溫條件下，仍要保持自身穩(wěn)定性，并且在加熱狀態(tài)下要保證電磁波不失真，只有這樣才能為雷達的有效使用提供保障[1]。

1.2 熱性能

針對于雷達天線罩而言，其自身應(yīng)該具備熱膨脹系數(shù)小的特征，天線罩的溫度工作范圍大，能夠較好的在高溫狀態(tài)下承受燒蝕，并且可以在高溫狀態(tài)下保證自身力學(xué)性能與介電性能穩(wěn)定，否則，在雷達系統(tǒng)運行過程中，導(dǎo)彈在高速飛行過程中會產(chǎn)生氣動加熱情況，最終導(dǎo)致其升溫速率較高，如果天線罩自身材料性能不過關(guān)，極易產(chǎn)生材料損毀等情況。

1.3 力學(xué)性能

雷達天線罩作為承載性的材料，無論是在高溫條件下還是常溫條件下，都應(yīng)該具備一定的剛性與高強度，只有這樣才高強度的工作環(huán)境中才能夠保持自身在受理過程中不變形。在導(dǎo)彈高速飛行過程中，雷達天線罩無論是縱向還是橫向都會產(chǎn)生較大的軸向力、彎矩以及剪力。基于此，雷達天線罩的材料自身必須具有一定的彈性范圍，以便能夠保持自身狀態(tài)，為系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性提供保障。

2.雷達天線罩復(fù)合材料體系

所謂的復(fù)合材料通常情況下由兩種或者兩種以上的材料構(gòu)成，不同材料之間的性能不同，通過人為設(shè)計工作，將其組合成具有優(yōu)異性能的材料。雷達天線罩材料便是由復(fù)合材料構(gòu)成，其組成類型呈現(xiàn)多樣化特點，不同的基體材料與增強材料相互組成，在此過程中基體材料的主要作用為連接作用，而增強材料主要用于提高自身承受負荷[2]。

2.1 基體樹脂體系

在雷達天線復(fù)合材料中，常備應(yīng)用與基體材料的樹脂以及性能要求如下表所示。

2.2 增強材料體系

針對于雷達天線罩而言，只有基體材料與增強材料相互結(jié)合才能夠有效提升自身負載能力與工作強度，基于此，下表詳細分析了雷達天線罩應(yīng)用的纖維增強材料的主要性能[3]。

3.樹脂基復(fù)合材料的制備工藝

3.1 纖維纏繞成型

所謂的纖維纏繞成型指代的是，將浸泡過樹脂材料的纖維均勻的纏繞在相關(guān)設(shè)備器件上，經(jīng)過對材料進行固化處理工作之后，脫模產(chǎn)生相關(guān)成品。運用此制備工藝能夠促使纖維材料擁有較高的輕度，并且促使纖維分布有序，但是在此制件中，纖維體積的含量較高，因此不便在制件上開口。

3.2 模壓成型

采用模壓成型技術(shù)較為適合大批量的生產(chǎn)活動，此技術(shù)的優(yōu)勢在于制品尺寸精確，在制作過程中在對制品開展成型工作時，主要使用陰陽模兩部分，因此制品自身結(jié)構(gòu)緊密型較好，但是在開展制備工作過程中，其內(nèi)容較為繁瑣復(fù)雜，因此，不適宜生產(chǎn)較大尺寸的制件。

結(jié)語

綜上所述，針對于雷達天線罩而言，其材料性能要求較高，不僅要求損耗角正切值與介電常數(shù)數(shù)值小，材料自身還要滿足能夠在高溫條件等惡劣環(huán)境下工作，保證制導(dǎo)系統(tǒng)的瞄準誤差以及傳輸功率的穩(wěn)定性，因此雷達天線罩的材料必須擁有良好的介電性能與力學(xué)性能，以便能夠保證自身結(jié)構(gòu)強度，除此之外，材料自身還必須擁有良好的抗熱性能，以及質(zhì)量輕、密度小的特點，以便能夠減輕自身重量，為雷達系統(tǒng)的順利運行提供保障。

參考文獻

[1]王飛，石佩洛. 樹脂基復(fù)合材料在雷達天線罩領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展[J].宇航材料工藝，2017，47（2）：10-13.

[2]林芳兵，蔣金華，陳南梁. 天線罩用透波材料的研究進展[J]. 紡織導(dǎo)報，2017（8）：70-74.

[3]宋來福，楊彩云. 樹脂基復(fù)合材料在雷達天線罩上的應(yīng)用[J]. 上海紡織科技，2018（1）：1-3.