D構型機載天線罩設計

吳安樂 王環 鄭燦兵

摘要：本文介紹了D構型機載天線罩的應用背景，立足項目需求，通過產品設計分析，確定出滿足技術要求的結構形式和復合材料鋪層厚度，為該種機載天線罩制作奠定基礎，確保機載天線罩產品滿足性能要求。

關鍵詞：機載天線罩，透波性能，復合材料

0? 引言

機載天線罩主要作用是在保證天線透波性能指標的前提下，防止強風、雷擊、雨淋、溫度變化等環境對內部天線的影響和損傷，延長機載天線的使用壽命、確保機體整體的氣動外形要求，提高設備的可靠性。為了確保機載天線罩同時滿足結構剛強度、透波性能和環境防護要求，本機載天線罩采用蜂窩夾層復合材料制作，D構型機載天線罩的外形見圖1所示。

1? 天線罩結構設計

1.1 外形尺寸

依據機載天線外形尺寸位置，確定機載天線罩外形及尺寸。從整體的氣動外形考慮，外觀采用D構型非規則曲面形式，長×寬×高：1.4m×0.6m×0.3m，中部等截面處天線照射區域為全透波結構，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，示意圖見圖2所示。

1.2 夾層結構設計

天線罩的夾層結構關系到天線罩的透波性及結構性能是否滿足要求，因此在天線罩等截面處透波區域采用采用蜂窩A夾層形式見圖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構性能，因此該處采用純玻璃鋼結構以提升整體結構剛強度。

1.3 連接形式設計

在機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準件與飛機吊艙框架連接，孔處鑲嵌耐磨損襯套見圖4所示。

1.4 防雷電設計

為了防止雷電直接或者間接對設備產生影響及損傷，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置有電搭接連接孔見圖5所示，安裝時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層影響電搭接效果，然后采用0.3mm厚銅墊片將天線罩與機體相接觸，從而保證銅金屬墊片與飛機吊艙金屬框架緊密貼合，以保證導電連續，最后前后整流罩區域預埋防雷網，防雷網采用一類防雷銅網，防雷網和電搭接連接孔連通。

1.5 密封設計

由于機載天線罩需要經常從外部拆卸對內部天線維護維修，密封無法使用常規密封膠密封，因此采用密封膠圈進行密封，在天線罩底部法蘭上制作凹槽，將密封圈卡進凹槽實現與吊艙間密封。

1.6 排水孔設計

依據《機載雷達罩通用規范》機載天線罩須設置排水孔，天線罩安裝后方向為垂直向下，因此在天線罩的底部制作兩個直徑5mm的排水孔（避開天線照射區域），排水孔處有蜂窩夾層不能選用直接打孔方式，采取預埋玻璃鋼排水法蘭件的形式，詳細圖見7。

2? 電性能仿真分析

本天線罩的頻段為X頻段，采用幾何光學射線跟蹤法對天線罩的傳輸特性進行仿真分析，經分析天線罩透波區域夾層厚度為：選用蜂窩A夾層結構，A夾層在一定的帶寬內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果滿足透波性能要求。

3? 結束語

本文針對D構型機載天線罩不同位置進行了針對性設計，對天線照射區域采用蜂窩夾層的透波結構，整流罩等非天線照射區域采用純玻璃鋼制作，提高整罩的結構性能，確定了各處的結構形式，經過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境防護要求。

參考文獻：

[1]胡冰，徐曉文，鄭穎.天線-天線罩系統分析的優化共軛度梯度算法[J].北京理工大學學報，2009.

[2]HB6186-89，機載雷達罩通用規范[S].航空航天工業部，1989.

[3]張強，天線罩理論與設計方法[M].北京：國防工業出版社，2014.

作者簡介：吳安樂， 中國電子科技集團公司第三十九研究所，從事天線罩結構設計工作。

王環，中國電子科技集團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，中國科學院空天信息創新研究院，從事結構設計工作。