某Ka波段天线罩的设计

巧灵活的优点， 其应用越来越广泛。但 由于毫米波
波长 短 ， 在介 质 中损耗 大 ， 从 而 给信 息传 输造 成 很 大 的影 响 。因此设 计 具 有 尺 寸 精 度 高 、 透 波 率 高 的天 线 罩具 有极 其重 要 的意 义 ¨ ｊ 。 本 文 在综合 分 析各 种 天线罩 材料 基本 性 能 的基 础上 ， 选 择适 合本 研究 的最 佳天 线罩 材 料 ； 通 过 对 所 选天 线罩 材料 电性 能 的理 论计 算 ， 得 出应 用 于 本 研 究 的最 优化 Ｋ ａ波段 的铺层 体 系 。利 用 Ａ ｎ ｓ ｙ ｓ 软件 ，
Ｋ ａ 波段天线罩对蒙皮要求很高 ， 需要很薄的内 外蒙皮 ， 精度要求高 ， 因此选择 ｓ 玻纤 ， 其力学性能
优 势 明显 ， 在铺 层设 计 中可适 当减 少蒙 皮 厚度 ， 可 以
放宽工艺制造中蒙皮厚度精度 。 对于无高温要求的天线罩 ， 选择基体树脂时 ， 可
有 机 硅
２ ． ９～５ ． ０
４ ２
某Ｋ ａ波段 天 线 罩 的 设 计
２ ０ １ ３年 １ ０月
某 Ｋａ波段 天 线 罩 的设 计
张 家林 ，林 周 进
（ １ ．上海之合玻璃钢有限公 司，上海 ２ ０ １ ３ ０ ２； ２ ．驻上海航天局 ８ ０ ４所军事 代表室 ，上海 ２ ０ １ １ ０ ９ ）
摘要 ：设计制作 具有 尺寸精度 高、 透 波率高的 Ｋ ａ 波段天 线罩 对于保 护天线、 减 少传输损耗 具有极 其重要的意义 。本 文介
Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ３ Ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｓ ａ ｎ ｄ ｗｉ ｃ ｈ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｒ ａ ｄ ｏ ｍｅ ｓ
玻 璃 钢 ／复 合 材 料
４ ３
ｔ ａ ｎ Ｓ ＂ ：
二 ！ ！
性 能 完 全 满 足 用 户的 技 术 指 标 要 求 。
关键词 ：Ｋ ａ波段 ；天线罩 ；材料性 能；工艺步骤
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｂ ３ ３ ２ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ３— ０ ９ ９ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７— ０ ０ ４ ２— ０ ５
了其性 能 Ｊ 。
材
料
—
２ 材 料体系
用 于天线 罩 的复合 材料 由增强纤 维 和树 脂 基 体 构成， 两 者 电性 能 好 才 能 成 型 出好 的透 波 材 料 。表 １ ～表 ３中列 举 了一些 用 于天线 罩 的增 强 纤维 、 基 体 树 脂 以及 夹层 材料 的基 本性 能 卜引。
绍 了某 Ｋ ａ波段天线罩 的研制过程 ， 通过对该 天线 罩材料 的基本 性能进 行分析 研 究， 得 出应用 于该天 线罩的初 步结构 。利 用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ软件 ， 对设 计的 Ｋ ａ 波段天 线罩进行 了结构分析 ， 并 简单介 绍 了研 制 的工 艺流 程。按照 设计制作 的 Ｋ ａ波段 天线罩 ， 其
表 ２ 天线罩基体材料 电性 能
Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ２ Ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｍａ ｒ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｍａ ｔ ｒ ｉ ｘ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｒ ｅ ｄ ｏ ｍｅ ｓ
对所设计的 Ｋ ａ 波段天线罩进行了结构分析 ， 并测试
４ ． ５～５ ． ０ ３ ． ２～５ ． ０ ３ ． ４
饱和聚酯 不饱和 聚酯
ＢＭＩ ＰＥ ＥＫ
３ ． １～３ ． ３ ２ ． ８～ ４ ． １ ２ ． ７ ８
３． ４ ２． １ ８
２ ． ２～ ３ ０ ． ６～ ２ ． ６ ０ ． ５
１ １ ． ７ ２
ｌ Ｈ Ｊ Ｉ
舌
计 中， 从 工 艺实 现 的难 易 程度 、 基体 树脂 的介 电 常数 等方面 综 合考 虑 ， 优 选不 饱 和聚酯 树脂 。
表ｌ 天线罩增 强纤维基本性能
Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ １ Ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｉ ｎ ｇ ｍａ ｔ ｅ ｉａ ｒ ｌ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｒ ａ ｄ ｏ ｍｅ ｓ
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注： 聚氨酯泡 沫不同密度下的介电常数和介电损耗。
Ⅱ
ｂ
Ｔ ＝， ／ ４ １ ） ｆ ，
式中， ａ 、 ｂ为 纤 维 排 列 参 数 ， 初 步 计 算 按 ａ＝ｂ
注： 芳 纶 纸蜂 窝 芯 材 性 能 。
作 为保 护天 线 的 重要 组 件 ， 天 线 罩 直 接 影 响 到 天线 的技术 指 标 与性 能 。Ｋ ａ波 段 是 指 电 磁 波 谱 中
频率在 ２ ６ ． ５ ～ ４ ０ Ｇ Ｈ ｚ 的这一部分 ， 对应波长为 １ １ ． ３
—ຫໍສະໝຸດ Baidu
７ ． ５ ｍ ｍ， 为 毫米 波 。毫米 波雷 达 具有 分 辨 率 高 、 小
酚醛 环 氧 酚 醛 环 氧
１ ０ ０ ｜ Ｉ ｚ ９ ． ３ ７ ５ × Ｈ １ ０ ｚ ■ １ ０ 。 Ｈ ｚ —９ ． ３ ７ ５ × １ Ｈ ｚ
１ ． ５～３ ２ ． ７ ８ １～１ ． ９ ２ ． ４ １ ． ２
介电常数 —
损耗 角正切值 （×１ ０ ）
０ ． ３～ ３
异氰酸酯
２ ． ８
０ ． ５
以采用环氧或者不饱和树脂 。在 Ｋ ａ 波段天线罩设
收稿 日期 ：２ ０ １ ２ － １ １ － ０ ２ 作者简介 ：张家林 （ １ ９ ８ ０ 一 ） ，男 ，工程师 ，学士 ，主要从事天线罩的设计工作。
０
１
２ ０ １ ３年 第 ７期 表 ３ 天线罩夹层材料基本性 能
＝
１［
。
由表 ３可 知 ， 聚 氨酯 泡 沫 和 芳 纶 纸 蜂 窝 的介 电 常 数都 接 近于 空 气 介 电常 数 ， 是 非 常 理 想 的 电磁 窗 材 料 。但 由于 Ｋ ａ波段 天线 罩对 夹层 精 度要 求很 高 ， 而 芳纶 纸 蜂窝 的厚 度 控 制 比聚 氨 酯 泡 沫 要 好 得 多 ， 且 蜂 窝介 质损 耗 角 正 切 值 比聚 氨 酯 泡 沫 低 ， 高 频 时 电磁 窗介 质 损 耗 角 正 切 值 对 透 波 率 影 响较 大 ， 所 以 Ｋ ａ波段天线 罩选用芳 纶纸蜂 窝作为 电磁窗芯材 。