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随着现代技术的发展一些特殊领域对雷达技术的要求也从早期的探测、火控和导航功能进一步发展到电子干扰、电子侦察和精确制导功能。 天线罩的工作频率也从单频发展到宽频带,这对天线的透射率和吸收率都有要求。 因此,寻找一种低介电常数、低介电损耗的透波材料是未来天线罩制造技术的主要方向。
什么是透波材料
透波材料是一种可以穿过电磁波而不会改变电磁波(包括能量)特性的材料。保护雷达的天线罩、微波塔、微波中继站、保护通信天线的发射墙、微波设备的电磁窗、天线馈源和相位校正透镜都是由发射材料制成的。
今天这样我们作为主要谈谈透波材料在雷达天线罩上的应用发展趋势。
雷达实现天线罩的作用及发展变化趋势
目前,雷达在各个领域的应用越来越广泛,天线罩也得到了广泛的应用。 天线罩被称为雷达系统的“电磁窗”,它可以保护雷达天线系统在恶劣环境下正常工作,减少天线罩介质对接收和反射电磁波信号的影响。 随着雷达新技术的广泛应用,宽带响应已成为雷达天线系统的一个重要特性,要求天线罩在较宽的频段具有较高的传输速率。
天线罩材料的选择
宽频化特征
在天线罩用透波材料情况下,在保证工作条件的条件下,应满足宽频率响应特性,一般可采用以下方法:(1)采用特殊的夹层结构或薄壁结构;(2)采用介电常数非常低的介电材料。
根据不同雷达罩的性能设计要求我们来看,选材的依据主要是通过高强度、高模量、耐候性好、介电性能好等,其中一个最主要的是介电性能,具体内容包括介电常数(ε)和损耗角正切(tanδ),这是一种衡量透波材料透波能力的两个具有重要因素指标。
tan δ 越大,电磁波能量在穿透天线罩过程中转化为热量时损失的能量越大。
Ε 越大,电磁波在空气和天线罩壁面之间的界面上的反射就越大,这就导致了图像波瓣水平的增加和传输效率的降低。
因此,要求天线罩罩材料的tanδ低或接近零,ε尽可能低,以达到“最透”和“最反射”的性能。
考虑环境因素
根据不同雷达天线罩的使用网络环境,还需要进行考虑除透波率外的其它系统性能,如长时间的耐高温材料性能、高刚性、尺寸以及稳定性、阻燃、韧性、化学结构腐蚀、耐磨、耐老化等。
材料轻量化
对于机载雷达等部件,在一定的机载载荷的前提下,传输材料的重量越小,意味着可以携带更多的机载设备,因此在使用特定场景时,轻量化是必不可少的。
总之,材料是否具有很低的介电常数和介质损耗,能否在恶劣的环境中长期使用,是选择透波材料时要考虑的关键因素。