復(fù)合材料在相控陣天線結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

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1、2002年第18卷第3期!!!電子機(jī)械工程!!!!!!!!!!!!2002.Vol.18No.3Electro-mechanicalEngineering·35·!!復(fù)合材料在相控陣天線結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用"唐寶富（南京電子技術(shù)研究所，江蘇南京!210013）摘!要!介紹了復(fù)合材料在相控陣天線結(jié)構(gòu)中的一些應(yīng)用實(shí)例以及相控陣天線結(jié)構(gòu)中常用復(fù)合材料的基本設(shè)計(jì)方法關(guān)鍵詞!復(fù)合材料;相控陣天線;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中圖分類號!TN821.8!!文獻(xiàn)標(biāo)識碼!A!!文章編號!1008-5300C2002)03-0037-06ApplicationofCompositematerialinphasedArrayAntenn

2、astructureTan9BaofuCNanjingresearchinstituteofelectronicstechnolog$Nanjing210013China)Abstract:Thispaperintroducessomeapplicationexamplesofcompositematerialsinphasedarrayantennastructureandbasicdesignmethodsofcommoncompositematerials.KeyWords:Compositematerial;phasedarrayantenna;structuraldesign很大

3、程度上改善和提高單一常規(guī)材料的力學(xué)性能、1!引!言物理性能和化學(xué)性能，并且可以解決在工程結(jié)構(gòu)上采用常規(guī)材料無法解決的工藝問題。因此，復(fù)合材由于航空、航天、電子、機(jī)械、化工等工業(yè)的發(fā)料廣泛應(yīng)用于航空、航天、機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、建筑展，對材料提出了更高、更多、更苛刻的要求，單一材和體育用品等領(lǐng)域。料難以滿足這些要求，因而復(fù)合材料應(yīng)運(yùn)而興，迅猛與單一材料相比，復(fù)合材料具有比強(qiáng)度和比剛發(fā)展。度高，耐疲勞性、減振性好、熱膨脹系數(shù)小的特點(diǎn)。復(fù)合材料的定義為：“由兩種以上在物理和化學(xué)表1是常用工程材料和復(fù)合材料的性能比較。上不同的物質(zhì)組合起來而得到的一種多相材料?！逼浣M成材料對復(fù)合材料的性能起到協(xié)調(diào)作用

4、，可以在表l!常用工程材料和復(fù)合材料的性能比較密度抗拉強(qiáng)度彈性模量比強(qiáng)度比模量膨脹系數(shù)材料（g／cm3）（mpa）（Gpa）（>106（108-6-1cm）cm）10C玻纖／環(huán)氧1.85380242.11.352芳綸／環(huán)氧1.415008010.75.71.8碳纖維／環(huán)氧1.6180012811.38.00.2鋼7.814002101.42.712鋁合金2.8500771.72.823鈦合金4.510001102.22.49.0"收稿日期!2001-07-15·36·電子機(jī)械工程第18卷相控陣天線是指在掃描過程中，天線口徑保持力構(gòu)件中也有不少應(yīng)用。不變且沒有機(jī)械轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)，僅靠移相系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)

5、電!."復(fù)合材料在天線罩上的應(yīng)用磁波束在空間指向的一種陣列天線。與一般反射面為了能適應(yīng)各種環(huán)境要求，保證雷達(dá)全天候工天線相比，相控陣天線除能承受風(fēng)載、冰雪、自重等作，滿足防風(fēng)、砂、雨、雪、鹽霧等要求，相控陣天線大載荷，保證精度外，還必須能承受安裝在其內(nèi)的大量都在陣面前設(shè)置天線罩來保護(hù)天線（有些有源相控電子設(shè)備的重量，而這些設(shè)備的重量往往是天線結(jié)陣天線還利用天線罩與反射面板之間的空間做陣面構(gòu)自重的數(shù)倍，這對天線結(jié)構(gòu)的剛強(qiáng)度提出了更高風(fēng)冷的靜壓腔）。天線罩要求電磁波穿透損耗小，重的要求，尤其動載荷作用下的剛強(qiáng)度（因?yàn)殡娮釉O(shè)備量輕、剛性好、耐腐蝕性好、隔熱保溫、阻燃，玻璃鋼對天線承載結(jié)構(gòu)來說只是

6、附著質(zhì)量）。而相控陣天蜂窩夾層結(jié)構(gòu)恰好能滿足這些要求，是理想的天線線的結(jié)構(gòu)尺寸和型式往往受到天線單元排列方式、罩材料。天線罩壁的厚度除滿足剛強(qiáng)度要求外，還間距、內(nèi)部電子設(shè)備安裝、大量電纜的走線排布以及受波長控制。圖1是一種比較典型的五夾層天線罩冷卻系統(tǒng)的要求等諸多限制，結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)的余地很的斷面結(jié)構(gòu)。蒙皮為高強(qiáng)度S-2玻璃布層壓板，小。在這種情況下，就需要使用比強(qiáng)度和比剛度高，（相對介電常數(shù)4.2，損耗角正切0.02），芯層是芳綸減振性好的結(jié)構(gòu)材料，而復(fù)合材料的特點(diǎn)剛好滿足紙蜂窩（相對介電常數(shù)1.1，損耗角正切0.003）。了這種要求，因此，復(fù)合材料在相控陣?yán)走_(dá)天線結(jié)構(gòu)中有很好的應(yīng)用前景。2

7、復(fù)合材料在相控陣天線中的應(yīng)用相控陣天線由許多天線單元按一定的規(guī)律排列圖1天線罩?jǐn)嗝娼Y(jié)構(gòu)而成。天線單元一般為半波振子、喇叭、裂縫天線等，天線單元少的有幾百，多則幾千甚至上萬，后接移相器，功放等組成的饋電系統(tǒng)。相控陣天線的承載結(jié)構(gòu)一般為箱體結(jié)構(gòu)（通常稱為高頻箱），其中一個面為反射面，天線單元排列于反射面上，饋電系統(tǒng)安裝于箱體內(nèi)部。為保護(hù)內(nèi)部設(shè)備，高頻箱一般做成密封結(jié)構(gòu)，背部開有維修門。其主受力結(jié)構(gòu)通常采用板或平面桁架，設(shè)計(jì)重