D构型机载天线罩设计

吴安乐 王环 郑灿兵

摘要：本文介绍了D构型机载天线罩的应用背景，立足项目需求，通过产品设计分析，确定出满足技术要求的结构形式和复合材料铺层厚度，为该种机载天线罩制作奠定基础，确保机载天线罩产品满足性能要求。

关键词：机载天线罩，透波性能，复合材料

0  引言

机载天线罩主要作用是在保证天线透波性能指标的前提下，防止强风、雷击、雨淋、温度变化等环境对内部天线的影响和损伤，延长机载天线的使用寿命、确保机体整体的气动外形要求，提高设备的可靠性。为了确保机载天线罩同时满足结构刚强度、透波性能和环境防护要求，本机载天线罩采用蜂窝夹层复合材料制作，D构型机载天线罩的外形见图1所示。

1  天线罩结构设计

1.1 外形尺寸

依据机载天线外形尺寸位置，确定机载天线罩外形及尺寸。从整体的气动外形考虑，外观采用D构型非规则曲面形式，长×宽×高：1.4m×0.6m×0.3m，中部等截面处天线照射区域为全透波结构，前后处曲面部位为整流罩不需要透波，底部平面为连接法兰，示意图见图2所示。

1.2 夹层结构设计

天线罩的夹层结构关系到天线罩的透波性及结构性能是否满足要求，因此在天线罩等截面处透波区域采用采用蜂窝A夹层形式见图3所示，天线罩的前后整流罩、底部連接法兰部位不需要透波只需保证结构性能，因此该处采用纯玻璃钢结构以提升整体结构刚强度。

1.3 连接形式设计

在机载天线罩的连接部分为玻璃钢法兰，最底部贴橡胶基吸波材料。天线罩采用通孔使用标准件与飞机吊舱框架连接，孔处镶嵌耐磨损衬套见图4所示。

1.4 防雷电设计

为了防止雷电直接或者间接对设备产生影响及损伤，首先罩体表层涂覆SDT99-49脂肪族抗静电涂层。其次采用天线罩法兰设置有电搭接连接孔见图5所示，安装时将框架连接处的打磨，使其露出金属部分避免固定框架上有漆等保护层影响电搭接效果，然后采用0.3mm厚铜垫片将天线罩与机体相接触，从而保证铜金属垫片与飞机吊舱金属框架紧密贴合，以保证导电连续，最后前后整流罩区域预埋防雷网，防雷网采用一类防雷铜网，防雷网和电搭接连接孔连通。

1.5 密封设计

由于机载天线罩需要经常从外部拆卸对内部天线维护维修，密封无法使用常规密封胶密封，因此采用密封胶圈进行密封，在天线罩底部法兰上制作凹槽，将密封圈卡进凹槽实现与吊舱间密封。

1.6 排水孔设计

依据《机载雷达罩通用规范》机载天线罩须设置排水孔，天线罩安装后方向为垂直向下，因此在天线罩的底部制作两个直径5mm的排水孔（避开天线照射区域），排水孔处有蜂窝夹层不能选用直接打孔方式，采取预埋玻璃钢排水法兰件的形式，详细图见7。

2  电性能仿真分析

本天线罩的频段为X频段，采用几何光学射线跟踪法对天线罩的传输特性进行仿真分析，经分析天线罩透波区域夹层厚度为：选用蜂窝A夹层结构，A夹层在一定的带宽内能够获得良好的传输效率[3]，采用芳纶蜂窝，蜂窝芯层厚度为8.3mm。

综上分析，该厚度下电性能仿真结果满足透波性能要求。

3  结束语

本文针对D构型机载天线罩不同位置进行了针对性设计，对天线照射区域采用蜂窝夹层的透波结构，整流罩等非天线照射区域采用纯玻璃钢制作，提高整罩的结构性能，确定了各处的结构形式，经过电性能仿真分析确定出满足透波性能的夹层厚度，确保天线罩成品满足透波及环境防护要求。

参考文献：

[1]胡冰，徐晓文，郑颖.天线-天线罩系统分析的优化共轭度梯度算法[J].北京理工大学学报，2009.

[2]HB6186-89，机载雷达罩通用规范[S].航空航天工业部，1989.

[3]张强，天线罩理论与设计方法[M].北京：国防工业出版社，2014.

作者简介：吴安乐， 中国电子科技集团公司第三十九研究所，从事天线罩结构设计工作。

王环，中国电子科技集团公司第三十九研究所，从事天线罩电性能仿真分析工作。

郑灿兵，中国科学院空天信息创新研究院，从事结构设计工作。