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為了研制出性能理想的天線罩,國內外學者進行了長期探索,并取得了很大進展。由于天線罩根據通信波段的波長對相應的壁厚有嚴格的要求,所以天線罩根據壁的橫截面可以分為單層和多層結構。在天線罩的發展中有兩種主要的復合材料技術:

單層罩
單層罩又分為薄壁式和半波長壁結構。前者是壁厚遠小于介質的波長,通常為波長的1/10-1/20,適用于波長10cm以上的天線,其優點是透波性比較高,對電磁波極化方向敏感性較小等。后者的壁厚接近半波長的一半,一般用于窄頻段高精度通信,但缺點是通信帶寬小,可調性弱。這兩種復合材料層合結構呈蒙皮的形式與剛性金屬或者介電材料配合在天線罩上使用。按照應用的場合不同,復合材料的成分也不同。對于航天用途的天線罩,如導彈、載人航天飛船等,有相當高的耐高溫要求,一般選用陶瓷基復合材料,如氮化硼基復合材料、二氧化硅基復合材料、硅鋁氧氮基復合材料等。對于航空用的天線罩,則一般選用樹脂基纖維增強復合材料,選用的樹脂體系主要有環氧樹脂、氰酸酯和聚酰亞胺樹脂,增強纖維則以玻璃類纖維為主,例如D-玻璃纖維、石英纖維、高硅氧纖維等。應用最為廣泛的是氰酸酯基石英玻璃纖維增強復合材料,其有耐熱、耐腐蝕、低介電系數、高力學性能等優點。工業上普遍采用含玻璃纖維的樹脂預浸料疊層配合熱壓罐成型的辦法來制備,然而由于單層天線罩特殊的幾何形狀,在疊層的邊緣結合部往往存在應力集中和分布不均的情況,有可能導致進一步裂紋的萌生和力學性能的下降。如何在保證滿足電磁性能的要求的同時不影響其力學性能是次類高分子復合材料在天線罩上應用的技術關鍵。
多層罩
對于一個多層網絡結構的天線罩,主要有三明治夾層和基于超材料的多層天線罩兩種數據類型。三明治結構的天線罩,一般采用紙蜂窩或者經濟泡沫聚合物充當內芯,復合建筑材料充當蒙皮。通常企業相比于單層壁天線罩其擁有自己更好的介電性能,這可以同時通過對其結構和夾層厚度等結構特征參數信息進行教學設計和優化,獲得與入射波更好的電磁匹配,從而達到實現成本更低損耗的目的。泡沫聚合物相比紙蜂窩有更佳的力學性能和機械生產加工產品性能,應用提供更為社會廣泛。另外,泡沫聚合物與蒙皮之間的粘接強度要求更高,抗力學沖擊學生能力方面更強,比較有代表性的是PMI泡沫。采用傳統蜂窩組織結構理論作為內芯則能有效實現中國一些國家特殊的力學性能,如零泊松比、負泊松比等,這對于我們提高天線控制系統的減震性能有工程建設意義。
超材料是最熱門的科學前沿之一,它利用周期性排列人工功能單元的技術來實現一些自然界中不存在的奇怪現象,如負折射率、100% 電磁吸收、慢波效應等。基于超材料的頻率選擇表面(FSS)在新型天線罩的研制中也得到了越來越多的應用。本文介紹了一種新的解決入射電磁波帶通或帶阻問題的方法,該方法基于人工單元和金屬片的二維周期性陣列,結合復合蒙皮,同時借助于復合蒙皮的錐形設計,減小了電磁信號在鼻錐方向的反射。在減少損耗和雷達截面積方面,FSS 天線罩比其他類型的天線罩具有獨特的優勢。然而,隨著反隱身技術的發展,現有的軍用 FSS 天線罩的設計遇到了瓶頸,主要是由于外殼反射的信號仍然可以被探測到,如何在保證雷達系統正常運行的同時實現電磁隱身成為一個新的研究熱點。主要可行的方法是將雷達波導引出工作頻帶,進入微波吸收層,使敵方雷達無法探測到有效的電磁信號。