大型天線罩內(nèi)部3D結(jié)構(gòu)剖析【一分鐘視頻】

天線罩(Radome)是由天然或人造電介質(zhì)材料制成的覆蓋物，或是由桁架支撐的電介質(zhì)殼體構(gòu)成的特殊形狀的電磁窗口。天線罩罩壁橫斷面結(jié)構(gòu)可分為均勻單層、變厚度單層、A-夾層、B-夾層、C-夾層和多層結(jié)構(gòu)等。應(yīng)要求較高的飛行器上的天線罩，一般采用半波長壁結(jié)構(gòu)。

天線罩對(duì)任何天線系統(tǒng)的影響，可分為一階影響和二階影響。其中，一階影響主要取決于天線罩隨入射角而變化的透過率和插入相位移(Insertion phase delay，IPD)。它們主要影響天線近軸范圍內(nèi)方向圖變化，其中包括天線增益的下降、波束指向的偏移、波瓣寬度的改變及旁瓣電平的增加。對(duì)于精確制導(dǎo)型天線罩而言，天線增益的下降以及波束指向的偏移將嚴(yán)重影響武器的戰(zhàn)術(shù)性能。因此，如何降低天線罩的傳輸損耗和IPD是武器裝備領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點(diǎn)。

目前，在寬角范圍內(nèi)(≤60°)降低天線罩的傳輸損耗和IPD的技術(shù)主要是采用變電度的天線罩罩壁。當(dāng)平面波入射到任意形狀的天線罩罩壁上時(shí)，罩壁表面不同區(qū)域?qū)?yīng)不同入射角度，如圖1所示。當(dāng)采用變電厚度的罩壁降低天線罩的傳輸損耗和IPD時(shí)，我們需要針對(duì)20°、40°和60°掃描范圍內(nèi)，優(yōu)化不同的電厚度。

該方法的缺點(diǎn)是：(1)天線罩的表面形成一種不連續(xù)的結(jié)構(gòu)，過渡區(qū)域容易導(dǎo)致天線方向圖出現(xiàn)畸變；(2)變電厚度的方法不僅增加了天線罩電性能優(yōu)化設(shè)計(jì)難度，而且增加了制備天線罩的工藝難度。