玻璃纤维作为天线罩透波材质需要满足哪些条件?
江苏博实碳纤维 2022-09-20

天线罩用透波材料是指保护天线系统在外界环境下正常工作的一种多功能介质材料,其主要性能要求是减小天线罩介质对天线系统接收和反射电磁波信号的影响。由于不同环境下工作的天线系统对透波材料性能要求不同,天线罩材料的种类和结构也不同。随着雷达天线使用环境越加恶劣,对材料性能的要求也更为苛刻。

对天线罩用透波材料而言,需要满足电学性能、力学性能、耐环境性能等一系列的指标。电学性能一般用介电常数ε和损耗角正切值tanδ表示,通常在0.3~300 GHz微波范围内,透波材料应满足e小于10 F/m, tanδ小于0.01,而优异的透波材料ε仅为1~4 F/m,tanδ为0.001~0.01,且不随温度和频率的变化有明显变化(如温度升高或下降100℃,变化小于1%)。

在满足电学性能的前提下,良好的强度和模量可以让天线罩在受到纵横向机械应力作用时不易受到损伤,从而可以保证天线系统的工作稳定性和机械可靠性。雷达天线的使用环境多变,温度的差异可能会影响天线的使用性能,因此,良好的耐热冲击性、耐烧蚀以及较低的热膨胀系数也是天线罩用透波材料的必要条件。

玻璃纤维作为天线罩透波材质需要满足哪些条件?

目前,博实制备天线罩用透波材料主要是采用玻璃纤维复合材料。玻璃纤维重量轻、环向强度好;电气绝缘性佳、透波性强(透波率高达98%以上),无电感应涡流;耐腐蚀、耐紫外线、抗老化、抗冲击,在-45~110℃恶劣环境中依然性能良好,并且能够适用于各种复杂的环境;可用于制作基站天线、军用通讯、船舶、高铁天线及大型会议场所等通讯外罩。

50年代初,波音飞机公司采用玻璃纤维缠绕成型制备的“波马克”导弹CIM-10天线罩,成功应用在马赫数等于3的主动寻的制导导弹上。玻璃纤维种类很多,S型玻纤含有较多的碱金属氧化物,导弹在工作时容易被发现和跟踪,在天线罩领域应用较少。D型玻纤具有最小的介电常数和损耗角正切值,尤其适用于对电性能要求较高的超高精确制导导弹天线罩。

“霍克”导弹和前苏联的“SA-6”导弹中均使用了D型玻纤增强体。石英玻纤质量轻、介电性能优异,多用于宽频、高频(10~ 20GHz)天线罩。上个世纪60年代,美国通用电气公司成功制备了低成本的石英织物增强磷酸铝基复合材料,该透波材料在650℃时仍可正常使用。

天线罩是雷达天线必备的防护物品,博实研发生产的玻纤透波天线罩质量轻,易加工,在使用过程中能保持几何尺寸稳定,不会发生形变,在恶劣的自然环境中能禁受住紫外线辐射、酷热严寒变化,并且抗老化、抗冲击能力好,无需特殊维护。

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