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天线罩的设计及要求

时间:08-03 来源:互联网 点击:

指标。比如,地面天线罩下限温度-56摄氏度,上限80度,机载天线罩下限-56摄氏度,上限则取决于工作条件和速度。马赫2.0时为135摄氏度,马赫3.0时为280摄氏度。导弹的天线罩还需要规定温度冲击和温度梯度等。

2、相对湿度。

3、压力:比如,地面天线罩要承受时速240km的风压,机载天线罩应能承受飞行速度,高度和过载带来的影响。水下天线罩要能承受使用深度的水压影响。

4、载荷:比如常见的雨、雪、冰雹、飞鸟、石头等的撞击应能承受。

5、雨,海水等腐蚀。

6、扰动,冲击和加速度:比如爆炸导致的冲击波,地震带来的震动等等。

7、火焰,雷电和辐射:天线罩应当是阻燃的,防雷电的,并能防止一定程度的太阳辐射和核辐射。

8、污染物:比如盐类,灰尘,昆虫,霉菌,燃油,冰水和其他可能的污染物。

天线罩主要形式

天线罩主要有航空天线罩、地面天线罩、充气天线罩、壳体结构天线罩及空间骨架天线罩五种结构。

航空天线罩

一般为壳体结构。根据具体情况,可以采用垂直入射天线罩或流线型的大入射角天线罩。为满足空气动力学的要求,天线罩要做成流线型的结构。但是,天线在天线罩内扫描时,入射角变化大,使天线罩难以得到最佳的电气性能。如果不是流线型的,通常设计成入射角小于30°角的天线罩,其形状可以是圆柱形、球形或抛物面形。这种垂直入射天线罩的空气动力学性能虽然差些,但电气性能较好。

地面天线罩

通常是截球形的(约为四分之三的球),可分为充气罩和刚性罩两类。刚性天线罩又分为壳体结构天线罩和空间骨架天线罩两种。

充气天线罩

球形薄膜在截口四周围用压板固定于气密性的平台上,周围或用绳索拉紧,或用其他方法固定,内部充气。它的优点是罩壁薄且均匀,电气性能好,适于宽频带工作;罩体柔软便于折叠,重量轻、体积小,运输、储藏、安装方便。缺点是需要持续向罩内充气,以维持罩子形状和必要的刚性。若充气设备发生故障,会使罩子倒塌而损坏天线。美国研制成最大的充气罩,其直径为 64.05米(210英尺),用作"通信卫星"(Telstar)的雷达天线。

壳体结构天线罩

通常把罩壁做成弯曲的壳体,结构荷载靠壳体支撑。其中均匀单壁壳体结构因从工作波长和尺寸上的考虑,罩子尺寸受到限制;泡沫塑料壳体结构因材料的介电常数和损耗角正切低,电气上允许采用较厚的罩壁以满足结构负荷要求。各泡沫块之间的连接,可用胶接以拼成均匀的整体壳,电气性能好,适于高频率和宽频段工作;夹层壳体结构常用A型夹层结构。它由两个等厚对称的高强度密度的表皮和一个低密度的芯子组成。它的优点是强度重量比和刚度重量比大,适用于一定波长的大型地面天线罩。但缺点是工作频带窄,制造复杂、成本高。当A型夹层不能满足要求时,可采用由奇数层组成的多层夹层结构。中国于1972年研制成功的直径44.4米夹层天线罩即采用了 A型夹层壳体结构。

空间骨架天线罩

由金属(或介质)球形网格骨架和蒙在其上的介质薄板(或薄膜)构成。主要由网格骨架承受结构荷载,网格骨架的设计原则是使杆件截面在保证力学性能的情况下电气遮挡尽量小。金属的强度和刚度比介质材料大,所以多采用金属骨架。它的优点是适于高频和宽频带工作,制造容易,价格较廉,适用于大型地面天线。世界上最大的金属空间骨架天线罩是1964年建成的,直径为45.75米(150英尺),用于美国海斯台克(Haystack)雷达天线。

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