吳安樂(lè) 王環(huán) 鄭燦兵

摘要：本文介紹了D構(gòu)型機(jī)載天線罩的應(yīng)用背景，立足項(xiàng)目需求，通過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)分析，確定出滿足技術(shù)要求的結(jié)構(gòu)形式和復(fù)合材料鋪層厚度，為該種機(jī)載天線罩制作奠定基礎(chǔ)，確保機(jī)載天線罩產(chǎn)品滿足性能要求。

關(guān)鍵詞：機(jī)載天線罩，透波性能，復(fù)合材料

0? 引言

機(jī)載天線罩主要作用是在保證天線透波性能指標(biāo)的前提下，防止強(qiáng)風(fēng)、雷擊、雨淋、溫度變化等環(huán)境對(duì)內(nèi)部天線的影響和損傷，延長(zhǎng)機(jī)載天線的使用壽命、確保機(jī)體整體的氣動(dòng)外形要求，提高設(shè)備的可靠性。為了確保機(jī)載天線罩同時(shí)滿足結(jié)構(gòu)剛強(qiáng)度、透波性能和環(huán)境防護(hù)要求，本機(jī)載天線罩采用蜂窩夾層復(fù)合材料制作，D構(gòu)型機(jī)載天線罩的外形見(jiàn)圖1所示。

1? 天線罩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 外形尺寸

依據(jù)機(jī)載天線外形尺寸位置，確定機(jī)載天線罩外形及尺寸。從整體的氣動(dòng)外形考慮，外觀采用D構(gòu)型非規(guī)則曲面形式，長(zhǎng)×寬×高：1.4m×0.6m×0.3m，中部等截面處天線照射區(qū)域?yàn)槿覆ńY(jié)構(gòu)，前后處曲面部位為整流罩不需要透波，底部平面為連接法蘭，示意圖見(jiàn)圖2所示。

1.2 夾層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

天線罩的夾層結(jié)構(gòu)關(guān)系到天線罩的透波性及結(jié)構(gòu)性能是否滿足要求，因此在天線罩等截面處透波區(qū)域采用采用蜂窩A夾層形式見(jiàn)圖3所示，天線罩的前后整流罩、底部連接法蘭部位不需要透波只需保證結(jié)構(gòu)性能，因此該處采用純玻璃鋼結(jié)構(gòu)以提升整體結(jié)構(gòu)剛強(qiáng)度。

1.3 連接形式設(shè)計(jì)

在機(jī)載天線罩的連接部分為玻璃鋼法蘭，最底部貼橡膠基吸波材料。天線罩采用通孔使用標(biāo)準(zhǔn)件與飛機(jī)吊艙框架連接，孔處鑲嵌耐磨損襯套見(jiàn)圖4所示。

1.4 防雷電設(shè)計(jì)

為了防止雷電直接或者間接對(duì)設(shè)備產(chǎn)生影響及損傷，首先罩體表層涂覆SDT99-49脂肪族抗靜電涂層。其次采用天線罩法蘭設(shè)置有電搭接連接孔見(jiàn)圖5所示，安裝時(shí)將框架連接處的打磨，使其露出金屬部分避免固定框架上有漆等保護(hù)層影響電搭接效果，然后采用0.3mm厚銅墊片將天線罩與機(jī)體相接觸，從而保證銅金屬墊片與飛機(jī)吊艙金屬框架緊密貼合，以保證導(dǎo)電連續(xù)，最后前后整流罩區(qū)域預(yù)埋防雷網(wǎng)，防雷網(wǎng)采用一類防雷銅網(wǎng)，防雷網(wǎng)和電搭接連接孔連通。

1.5 密封設(shè)計(jì)

由于機(jī)載天線罩需要經(jīng)常從外部拆卸對(duì)內(nèi)部天線維護(hù)維修，密封無(wú)法使用常規(guī)密封膠密封，因此采用密封膠圈進(jìn)行密封，在天線罩底部法蘭上制作凹槽，將密封圈卡進(jìn)凹槽實(shí)現(xiàn)與吊艙間密封。

1.6 排水孔設(shè)計(jì)

依據(jù)《機(jī)載雷達(dá)罩通用規(guī)范》機(jī)載天線罩須設(shè)置排水孔，天線罩安裝后方向?yàn)榇怪毕蛳?，因此在天線罩的底部制作兩個(gè)直徑5mm的排水孔（避開(kāi)天線照射區(qū)域），排水孔處有蜂窩夾層不能選用直接打孔方式，采取預(yù)埋玻璃鋼排水法蘭件的形式，詳細(xì)圖見(jiàn)7。

2? 電性能仿真分析

本天線罩的頻段為X頻段，采用幾何光學(xué)射線跟蹤法對(duì)天線罩的傳輸特性進(jìn)行仿真分析，經(jīng)分析天線罩透波區(qū)域夾層厚度為：選用蜂窩A夾層結(jié)構(gòu)，A夾層在一定的帶寬內(nèi)能夠獲得良好的傳輸效率[3]，采用芳綸蜂窩，蜂窩芯層厚度為8.3mm。

綜上分析，該厚度下電性能仿真結(jié)果滿足透波性能要求。

3? 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)D構(gòu)型機(jī)載天線罩不同位置進(jìn)行了針對(duì)性設(shè)計(jì)，對(duì)天線照射區(qū)域采用蜂窩夾層的透波結(jié)構(gòu)，整流罩等非天線照射區(qū)域采用純玻璃鋼制作，提高整罩的結(jié)構(gòu)性能，確定了各處的結(jié)構(gòu)形式，經(jīng)過(guò)電性能仿真分析確定出滿足透波性能的夾層厚度，確保天線罩成品滿足透波及環(huán)境防護(hù)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡冰，徐曉文，鄭穎.天線-天線罩系統(tǒng)分析的優(yōu)化共軛度梯度算法[J].北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2009.

[2]HB6186-89，機(jī)載雷達(dá)罩通用規(guī)范[S].航空航天工業(yè)部，1989.

[3]張強(qiáng)，天線罩理論與設(shè)計(jì)方法[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2014.

作者簡(jiǎn)介：吳安樂(lè)， 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十九研究所，從事天線罩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。

王環(huán)，中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十九研究所，從事天線罩電性能仿真分析工作。

鄭燦兵，中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院，從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。