雷達和天線是一組黃金搭檔，前者研究主要可以用來輻射和接收電磁波并決定其探測發展方向；后者則是一種用于企業完成波導場和空間環境輻射場的相互之間轉換。不過對于許多問題情況下使用它們會“躲”在一個球下，而這個球形狀的物體，就是天線罩。

天線罩是什么？

天線罩是一種保護天線系統不受外部環境影響的結構，在電性能上具有良好的電磁波穿透性，在機械性能上能夠承受外界惡劣環境的作用。 地面大型天線的天線罩可以減小風阻，避免冰雪堆積，通常為球形殼體，而機載和彈載平臺為了減小空氣阻力，必須采用錐形天線罩。

為了制造天線罩，透波材料是必不可少的。對于天線罩，透波材料必須具備以下特性:

①高溫介電性能穩定。天線罩透波材料不僅要有較低的介電常數(ε<10)和損耗角正切(tanδ<10-2)，而且其介電性能不隨溫度和頻率發生明顯變化(如溫度上升100℃，ε變化1%)，以保證在氣動加熱的條件下盡可能不失真地發射電磁波。

②低的熱脹系數，以利于提高抗熱能力沖擊和滿足壁厚公差；

3耐腐蝕性。具有防止雨水侵蝕和顆粒云侵蝕的能力

4具有足夠的力學性能，保證天線罩在飛行過程中不會因氣動縱向和橫向加速度引起的機械應力而損壞;

⑤低的材料密度；

⑥低電導率要求介質材料的電導率σ為10-20～10-10S/m.

一般來說，材料的介電常數越低，介質損耗愈小，罩壁愈薄，被吸收的能量愈少，功率透過系數就愈大。

目前除玻璃纖維增強樹脂材料被廣泛應用于研究制作透波材料外，還有部分陶瓷基材料也有較多的研究，例如：氮化硅陶瓷、氧化鋁陶瓷、石英纖維增強石英陶瓷、石英陶瓷及微晶玻璃等。下表列出了幾種主要的陶瓷基透波材料的基本物性。

1.氧化鋁

氧化鋁是最早商業化的單一氧化物陶瓷透波材料，已在響尾蛇和麻雀Ⅲ等導彈上得到了成功應用，其主要優點是強度高、硬度高、抗雨蝕性能好。缺點是介電性能差，熱膨脹系數和彈性模量較高，缺乏足夠的抗熱沖擊性能。

2.微晶玻璃

微晶玻璃是上世紀50年代美國康寧為保障“小獵犬”導彈計劃的實施而開發出以二氧化鈦為晶核劑的鎂鋁硅系微晶玻璃。這種材料介電性能好，介電常數約5.7，同時兼具耐高溫、強度高等優點，問世后，在高馬赫雷達中，微晶玻璃逐步取代Al2O3被作為透波材料，微晶玻璃的制備工藝復雜，材料成型和晶化處理等工序難以控制，使得這種材料的發展受到了局限。

3.石英陶瓷

石英陶瓷具有相對較低的密度和熱膨脹系數，使其熱防護性能與抗熱沖擊性能較為出眾，此外石英陶瓷的介電損耗與介電常數較低。熔融石英的介電常數ε為3.4，介電損耗tanδ為0.4×10-3。在透波材料中，除了各向同性熱解BN外，熔融石英陶瓷為介電性能中最為優異的材料，其成型工藝比較成熟，在制備不同形狀和尺寸產品方面易于實現，目前已經成功的應用于防空導彈天線罩材料和透波天線窗領域。但是，石英陶瓷的劣勢也非常明顯，由于是脆性材料，其抗彎強度相對較低，斷裂韌性為1.0MPa·m1/2，抵抗災難性破壞的能力較差，此外耐高溫（1200℃）性差、不耐雨蝕，限制了這種材料的應用。

4.氮化物陶瓷

氮化物系列陶瓷（氮化硅、氮化硼、氧氮化硅等）自身具有良好的介電性能，與石英陶瓷相比，在力學性能以及耐高溫等方面有著無可比擬的優勢，被眾多研究者所青睞，并進行了大量的研究。目前，美法俄等西方軍事強國研制出BN/Si3N4透波材料，并采用這種復合材料制備出了達到實用化水平的高馬赫數導彈天線罩。美國海軍某研究機構早在上世紀末就采用無壓燒結方式、選用磷酸鹽作為粘結劑制備出多孔氮化硅陶瓷材料，其燒結溫度低于900℃，在20℃時，其介電常數為4.03，升溫至1000℃，其介電常數不會出現超過5.2%的變化率，彎曲強度達85MPa。

近年來，針對問題主要經濟成分Si3N4的復合陶瓷產品材料，一方面，進行分析反應、熱壓燒結制備生物技術與工藝的不斷發展完善；另一重要方面，圍繞教學材料的基礎化學成分及無壓燒結生產工藝設計展開研究廣泛應用探討。在國內，目前已先后開發了Si3N4-BN、Si3N4-SiO2、Si3N4-BN-SiO2、Si3N4-Al2O3-MgO等材料管理體系，并采用通過多種方式手段可以實現多孔化來降低其ε。

對這些材料的機械/熱/電學性能的測試結果表明，均勻氮化硅透波材料體系具有優異的綜合性能，但由于多孔陶瓷材料結構的均勻性難以控制，增韌技術也未取得實質性突破，因此研制的大尺寸陶瓷天線罩的安全性和可靠性降低。 在開發大尺寸構件過程中，在粉末組成、混合、構件成型、燒結、加工、無損檢測等方面還存在一些亟待解決的技術問題。