飞行器高性能雷达天线罩技术发展趋势

核心提示： 雷达天线罩是飞行器雷达系统的重要组成部分，用来保护雷达天线或整个微波系统在恶劣环境下能够正常工作，是一个气动/结构/透波功能一体化部件。

俄罗斯T-50战斗机的雷达罩外形。

X-47B

雷达天线罩是飞行器雷达系统的重要组成部分，用来保护雷达天线或整个微波系统在恶劣环境下能够正常工作，是一个气动/结构/透波功能一体化部件。典型的飞行器雷达天线罩位于机头前部。如果把雷达比作飞机的眼睛，雷达罩则是飞机"眼睛"的防护镜。

1941年世界上第一个雷达罩在美国获得应用；1948年美国麻省理工学院出版了第一部关于雷达罩技术的专著《雷达扫描器和雷达罩》（Radar Scanner and Radomes）；1966～1970年J.D .Walton主编了《雷达罩工程手册》（Radome Engineering Handbook），系统介绍了雷达罩研究的相关问题；美国相关高校和研究机构曾召开国际电磁窗会议（International Electromagnetic Window Conference），出版了《电磁窗专题论文集》（Electromagnetic Window Symposium），因此理论研究界多使用术语"电磁窗"、工程技术界使用术语"雷达罩"。

近年来，随着现代航空电子技术的迅猛发展，各种先进探测设备、新型雷达及中远距精密制导武器不断问世，航空武器装备对雷达罩提出了隐身、宽频带以及耐高温等新的技术要求。

国内外机载雷达天线罩技术

发展概况

雷达天线罩技术不是一门独立的专业技术，是一门跨专业跨学科的综合技术。它的设计和制造涉及空气动力学、机械结构、强度计算、热力学、天线与电磁场理论、材料学、工艺学、检测技术、测量技术、表面保护等专业。由于其对武器装备发展的重要作用，世界各工业发达国家，特别是各军事大国都给予了不动声色的关注。

1941年美国波音B-18A飞机上装了一种轰炸机瞄准用雷达，研究人员采用有机玻璃制成半球形天线罩罩在雷达天线外，用来保护雷达天线使其能够正常工作。从此，开启了各种介质材料及不同结构形式的天线罩在飞机上应用的大门。在第二次世界大战期间，德、英、美、法等国家在电子学和电磁场领域投入了相当大的研究力量来发展新技术，不但出现了数百种军用雷达，而且在雷达罩相关技术方面积累了大量的技术资料。

进入20世纪50年代后，随着飞机飞行速度的不断提高和导弹天线罩的发展，出现了一系列研究人员无法调和的矛盾，其中最突出的是超声速飞机要求位于飞机前端的雷达罩具有大长细比、呈尖锥形的气动结构外形并且很多都装有机头空速管，这些要求在很大程度上影响了雷达罩的电性能。同时由于气动摩擦产生的热冲击、热应力、雨冲击、雨蚀以及高温对电磁性能的影响，使雷达罩设计复杂化、罩体结构与电磁传输性能的矛盾日趋尖锐。各国研究人员开始认识到天线罩理论及实践的综合性、尖端性和复杂性，认识到加强不同专业技术之间技术交流和天线罩基础理论研究的必要性。美国自1955年6月召开第一次Proc．OSU-RTD天线罩会议，此后每隔两年召开一次电磁窗会议。在此期间，国外对罩体的气动力分布、温度场、材料、设计、测试、环境等作了多方面探索和研究，发表了大量研究报告。

20世纪60年代，随着单脉冲雷达、脉冲多普勒雷达、相控阵雷达技术的发展和应用，雷达罩技术得到相应的快速发展，开展了大量的相关科学研究及工程应用活动。学者发表了大量关于雷达罩研究的技术报告。并召开了关于雷达罩的国际性研究会议——国际电磁窗会议，该会议每隔两年召开一次。

20世纪70年代后，国外学者将研究重点放在了雷达罩电性能仿真设计、仿真计算方面。发展了平面波、柱面波和球面波等多种近似计算方法。雷达罩对天线辐射波瓣的影响已从二维设计分析发展到三维设计分析。此时，雷达罩电性能测试技术也得到了更细致的研究，研究人员分析了压缩场测试中各种影响测量精度的因素，针对近场测试技术也开展了相关研究。

进入20世纪80年代以来，为满足飞行器隐身和高精度探测的技术要求，频率选择表面（FSS）雷达罩和毫米波雷达罩成为研究热点。美国的F-22飞机雷达天线罩就采用了FSS（带通式雷达天线罩）结构。同时雷达技术进入了相控阵雷达时代，俄罗斯的苏-35战斗机、欧洲的"阵风"战斗机、日本的FS-X战斗机都配备了先进的相控阵雷达天线罩。这些代表着当今世界最高研究水平的高性能电磁窗构件从设计技术、材料工艺技术和测试技术等方面都有着创新性的突破。现阶段各军事强国正致力于共形阵雷达罩技术的研制，并取得了一定的突破。

我国对于电磁窗技术的研究起步较晚，从20世纪80年代才逐渐开始重视电磁窗技术。随着我国