曲面双层带通频率选择表面天线罩设计

针对复杂曲面外形严重影响频率选择表面（ FSS)天线罩传输特性的问题,提出了一种基于表面寻迹技术的曲面FSS天线罩设计方法。首先通过平面网格剖分对曲面进行拟合及表征,然后采用表面寻迹算法对FSS阵列的排布位置进行计算,最后将平面FSS结构投影于曲面外形,从而提高了曲面FSS阵列的排布及建模精度。采用该方法完成了某K频段A夹层曲面FSS天线罩的设计及测试,结果表明该曲面FSS罩的传输特性与平面FSS基本一致,且对天线辐射方向图影响较小,有效消除了复杂曲面外形对天线罩传输特性的影响。     

机载天线罩气动结构电磁多学科协同设计

为了给天线设备提供必要的保护,同时尽可能降低对天线阵列的方向图、增益的影响,对天线罩进行了基于气动、结构强度、电磁透波性能的多学科协同设计。气动外形方面通过对外形的曲面优化减阻设计了阻力较小的流线纺锤外形。在满足飞行器结构强度以及透波性能要求的基础上,天线罩采用A夹层结构,内外各0.5 mm石英纤维/环氧树脂蒙皮,中间采用5 mm芳纶纸蜂窝。通过气动载荷输入条件验证了结构变形为8 mm,有效入射角度范围透波率≥80%,结构强度刚度以及透波性能均符合设计要求。     

宽带隐身天线罩设计

实现通信、侦察、电子对抗功能的天线是飞行器的主要散射来源之一,其隐身性能直接影响飞行器的生存能力。对天线进行保护的天线罩的隐身设计是实现天线良好隐身性能难以避开的难题。为此,设计了一种宽带隐身天线罩。通过采用A夹层结构实现天线罩的宽带透波特性,并进一步通过对天线罩透波区域外形设计实现了天线罩的宽带隐身特性,其雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)在X、Ku频段接近-40 dBsm。该宽带隐身天线罩可用于隐身平台上天线散射特性控制。     

面向高铁卫星通信系统的高性能天线罩设计

设计了一款适用于高铁平台卫星通信相控阵天线的高性能天线罩.该天线罩针对载体应用环境，设计了双向对称、低剖面的气动外形，以满足载体高速双向对开时低空气阻力的要求；同时根据卫星通信相控阵天线波束扫描的特点，设计了变厚度夹层结构，以实现天线罩对任意极化方向的电磁波宽角入射时高透波率的电性能.以Ku频段为例，根据设计结果进行了实物制作和测试验证，测试结果显示在10.5~13 GHz频率范围内，采用垂直极化波和水平极化波分别照射时，天线罩在0~70°的入射角范围内，透波率均保持在80%以上，同时天线罩对相控阵扫描波束的指向误差维持在±0.5°范围内.     

天线阵列-天线罩系统的相位不一致性研究

论文基于天线阵列采用长短基线干涉仪方法实现测向的应用背景,研究了天线罩对天线阵列测向性能的影响,进一步完善了天线阵列-天线罩系统电性能测试中的相位不一致性概念,并分析了相位不一致性与测向误差之间的关系.设计了一款满足宽频带透波性能要求的A型夹层结构天线罩,并在微波暗室中进行了实物测试.实测结果表明相位不一致性与由天线罩引起的测向误差之间存在着正相关关系.证明可以运用相位不一致性衡量天线罩对测向结果的影响,进而衡量天线罩设计的优劣,并指导天线罩的设计加工.这一结论可为天线阵列-天线罩系统的设计提供有意义的理论依据.     

φ17米双层蜂窝夹层结构天线罩在风负荷作用下的内力计算(按薄膜理论及有矩理论计算)

前言天线罩是用来减轻周围环境对天线、天线座影响的防护设备。消除风负荷的影响,使天线结构各部件的尺寸减小,从而减小了反射体俯仰及天线座方位转动的转动惯量。较小的转动惯量及风力矩的消除能使传动设备的尺寸有一定的减小。φ17米截球型双层蜂窝夹层结构玻璃钢天线罩安装在舰艇上,使用环境条件极端恶劣,风速高达72米/秒。高精度的电讯性能要求限制了天线罩的结构尺寸,提出了较高的均匀性要求。而天线罩仅仅固定在一个较小的圆环上,支承条件十分不利。为了既保证天线罩的电讯性能指标,而又满足结构上的刚度、强度要求,必须对天线罩在各种荷载作用下进行力学计算分析。在天线罩所承受的荷载中,风载荷是主要荷载。为了其实     

短时高温工作的透波隔热天线罩设计

针对高超音速导弹上使用的短时高温工作天线,文章改进了透波隔热罩结构设计,通过选用透波隔热材料,采用更合理的热防护结构,实现了天线罩小型化设计,在满足热防护和电性能的同时,有效缩减了天线罩尺寸和重量。     

金属丝加载天线罩等效平板透波特性的GA优化

应用遗传算法(GA),对加载金属丝的天线罩等效平板结构的透波特性进行多参量、宽频带优化.采用传输矩阵法导出了等效平板结构的透射系数公式,并据此构造遗传算法的适应度函数,以金属丝加载天线罩等效平板中介质罩壁的厚度、金属丝的半径和布置间距为优化参量,编写了遗传算法程序并在指定带宽内对透波性能进行优化.通过与有限元法计算结果的对比,验证了适应度函数的正确性,分别对金属丝加载于天线罩壁中间和内表面两种等效平板结构的罩壁厚度、金属丝布置参数等进行了优化,优化结果可为天线罩工程研制提供设计参数.该算法优化速度快、计算效率高,可以为这种结构的电性能设计提供优化工具.     

基于某型吊舱天线罩的电性能分析与设计

天线罩设计是一项具有挑战性的工作.结合某型吊舱天线罩设计任务,本文采用等效平板原理分析了天线罩电透过性能,并在此基础上对天线罩进行了电设计,运用几何光学-射线跟踪方法分析了天线罩的引入对天线辐射特性的影响,给出了方向图和透波率的测试曲线,很好的达到了设计指标要求.目前该型天线罩已投入使用,性能良好.     

某机载电子吊舱天线罩结构设计

机载电子吊舱天线罩设计是吊舱系统设计的关键点之一,其特点为既保证结构强度,又保证电气性能.根据设计要求,首先确定了天线罩的结构形式和材料,进行了结构设计,然后根据材料参数,进行力学和电气性能仿真分析,最后对产品进行了试验验证.     

An experimental radome panel evaluation

Modern antenna radomes are made of materials that tend to shed water to minimize their RF attenuation when wet. The microwave performance of these materials has been studied experimentally. Radome attenuation was measured as a function of frequency, rain rate, rain incidence angle, RF incidence angle, and polarization. The tests were performed on (1) new, clean radome panels, (2) used, dirty radome panels, (3) cleaned, used radome panels, and (4) panels treated with hydrophobic paint. The results show weak loss dependence on frequency over the 13-20 GHz frequency range of interest, which increases slowly with rain rate from 2.5 to 29 mm/h except for surfaces that are wettable, where the dependence on rate is much stronger. Loss is nearly independent of rain incidence angle, but it is strongly a function of surface condition. Hydrophobic paint is shown to be very effective. The test setup used, limitations imposed by the real world, and a simplified model of radome loss derived from the test results are described     

一种基于介质填充的天线罩电厚度反射测试波导探头

电厚度是雷达天线罩重要的电性能参数,在天线罩制造过程中经常需要采用反射测量方法实现工艺控制,但测试能力严重受限于测试探头与被测天线罩的失配反射影响.在分析失配原理的基础上,提出了反射测试波导探头内部介质填充方法,通过结构不连续性和介质不连续性的分离,实现了失配反射信号的内部自然抵消.给出了明确的介质填充形状和结构参数设...     

机载宽频带雷达罩双向变厚度设计方法

新一代战机的火控雷达向着宽频带和相控阵方向发展。针对宽频带相控阵机头雷达罩的高性能要求,提出了“高传输、低反射、等插入相位延迟”综合设计准则。分析了宽频带夹层罩壁结构的电性能特性,针对其相位特性差的情况给出了一种新的双向变厚度设计方法。通过雷达罩轴向变厚度设计以适配不同的入射角获得高传输/低反射性能,通过环向变厚度设计以适配不同的极化角获得接近的插入相位延迟,实现了优良的宽频带传输性能和方向图特性,在雷达罩产品研制中得到应用并发挥了重要作用。     

频选膜拼接工艺误差对复材天线罩电性能的影响

加载频率选择表面(FSS)薄膜的复合材料天线罩在实际制作过程中,需将若干FSS薄膜结构进行拼接以构成一个整体,FSS膜的拼接工艺误差则对天线罩的电性能产生实质性的影响。文中设计了一款X波段的A夹层平板复合材料天线罩,并建立了由拼接工艺误差带来的FSS膜搭接和FSS膜缝隙的电磁仿真模型,研究了不同拼接工艺对复合材料天线罩的透波率、电磁波传输特性的影响以及对天线辐射特性的影响。研究结果表明：天线罩中的FSS薄膜结构的拼接错位对电磁波传输影响明显,会明显降低天线主瓣增益和天线罩透波率;当入射电磁波的极化方向与FSS薄膜结构的搭接缝方向相同时,FSS膜结构对天线罩透波率影响较大,当极化方向与FSS薄膜结构的搭接缝方向垂直时,则其对天线罩透波率影响较小;两块FSS膜结构边缘搭接的相对位置和搭接距离对天线方向图有明显影响;两块FSS薄膜结构边缘无搭接且存在缝隙则对天线罩透波率影响较小。该研究对复合材料天线罩的制造工艺具有工程指导意义。     

雷达罩瞄准误差测量不确定度评定方法研究

雷达罩电性能测试系统是一种复杂的计量器具,需要对其检测结果的不确定度进行评定,以前在这方面几乎没有开展工作。以雷达罩电子定标法为例,对影响瞄准误差测试结果的主要因素进行了分析,确定了不确定度分量。采用A 类或B 类评定方法,对每个分量的标准不确定度进行了分析计算。研究了不确定度分量之间的相关性,并对合成标准不确定度和扩展不确定度进行了计算。该方法也可用于雷达罩传输效率、方向图畸变和功率反射等电性能参数测量不确定度的评定。     

试验天线对雷达罩传输效率的影响及分析

在雷达罩电性能测试过程中,需要用到试验天线,试验天线的类型、极化方式和口径尺寸对雷达罩电性能测试结果有一定影响。文中对试验天线口径尺寸对雷达罩传输效率的影响程度进行了仿真计算,通过对比测试验证了仿真计算的正确性。计算和测试结果表明:当试验天线与装机天线口径尺寸差别不大时,试验天线口径尺寸对传输效率的影响较小。在工程实践中,当无法得到装机天线时,可以用类型相同、极化方式相同、口径相近的天线作为试验天线,以完成传输效率的测试。     

搜零法在相控阵雷达罩电性能测试中的应用

在机载相控阵雷达罩电性能测试过程中,由于被测天线是相控阵天线,使得测试方法与经典测试方法有所不同.文中对搜零法在相控阵雷达罩电性能测试中的应用进行了探索,确定了搜零系统中相控阵天线的安装方式和收发电轴对准的判据,集成了一套相控阵雷达罩电性能搜零系统,系统功能和精度满足测试需求.还在X波段相控阵雷达罩电性能测试中验证了搜零法的有效性,测试数据规律正确且重复性良好.测试结果表明相控阵雷达罩电性能搜零系统可用于新型战斗机雷达罩研制过程.     

Scattering analysis of high performance large sandwich radomes

Large radomes are assembled from many panels connected together forming joints or seams. When the panels are type A sandwiches that are optimized for minimum transmission loss over moderately narrow bandwidths, the seams and joints introduce scattering effects that can degrade the overall electromagnetic performance. Tuning the dielectric seams with conductive wires and optimizing their geometry is, therefore, crucial to enhancing the electromagnetic performance of the radome. The authors address the problem of systematically tuning the dielectric seams and present both numerical and experimental results to illustrate the tuning procedure. Included are results showing the effect of the tuning of the radome on the radiation of an enclosed aperture of circular or elliptic shape     

频选雷达罩电性能的基本问题及解决方法

频率选择表面(FSS)雷达罩技术是新一代战机实现隐身的重要途径。基于目前国内外FSS研究和实践的结果,从FSS的基本要素出发,对FSS雷达罩电性能设计涉及的谐振频率、带宽、栅瓣等基本问题进行了分析、研究、梳理和归结,针对雷达罩入射角和入射波极化变化的情况,对FSS如何增加频带宽度、实现谐振频率与带宽的稳定性、避免栅瓣对RCS的影响等提出了应对办法,指出FSS单元选择、设计小尺寸单元并将它们紧凑排列以及正确地进行介质加载是获取优良电性能的关键。     

某型机载宽频带天线罩电气性能的测试研究

对2～18GHz的宽频带天线罩进行了测试研究,给出了天线罩电性能参数中的透波率和插入相位移的理论分析,并结合实际测量的数据进行了研究。测量结果表明,A夹层天线罩结构具有更好的透波性能,薄壁结构具有较均匀的插入相位移特性。在约束插入相位移的前提下,非对称夹层结构在透波性能、重量、抗弯刚度、抗弯强度方面更具优势。