天线罩-结构和材料

目的

使用天线罩的目的是：

1.      保护天线系统免受风雨、冰雪、沙尘和太阳辐射等的影响，使天线系统工作性能比较稳定可靠，同时减轻天线系统的磨损、腐蚀和老化，延长使用寿命。

2.      消除风负荷和风力矩，减小转动天线的驱动功率，减轻机械结构重量，减小惯量，提高固有频率。

3.      有关设备和人员可在罩内工作，不受外界环境影响，提高设备的使用效率和改善操作人员的工作条件。

4.      对于高速飞行的飞行器，天线罩可以解决高温、空气动力负荷和其他负荷给天线带来的问题。

但是,天线罩是天线前面的障碍物，对天线辐射波会产生吸收和反射,改变天线的自由空间能量分布，并在一定程度上影响天线的电气性能。

其原因是：

1.      天线罩壁的反射和不均匀部分的绕射会引起天线主波瓣电轴偏移，从而产生瞄准误差；

2.      天线罩对高频能量的吸收和反射会引起传输损耗，从而影响天线增益（接收时使系统噪声温度增加）;

3.      天线罩引起的天线波瓣畸变,使天线主瓣宽度改变、零点深度提高和旁瓣电平增加；

结构设计

天线罩的结构和其他建筑结构的不同点在于，设计时对结构型式、构件尺寸、罩壁厚度、材料选择以及结构细节等都必须考虑电气特性。

1.      罩壁厚度：与工作波长有关。在电气上，为了使反射最小，必须按工作波长设计均匀单壁壁厚或夹层结构的夹芯厚度。但所选择的壁厚必须能承受预计的最大空气动力负荷和其他负荷而不被破坏或不产生大的变形。壁厚的具体选择应根据工作波长、天线罩尺寸和形状、环境条件、所用材料等在电气和结构性能上互相兼顾。

2.      材料选择：对天线罩壁所用介质材料要考虑的因素有：在工作频率下的介电常数和损耗角正切要低，要有足够的机械强度。一般说来，充气天线罩常用涂有海帕龙橡胶或氯丁橡胶的聚酯纤维薄膜；刚性天线罩用玻璃纤维增强塑料；夹层结构中的夹心多用蜂窝状芯子或泡沫塑料。航空天线罩一般用玻璃纤维增强塑料、陶瓷、玻璃－陶瓷和层压板等。

3.      具体结构：天线罩的不均匀部分会引起高频能量的绕射和反射，因此，在天线罩壁上凡是高频能量通过的部位一般不宜设置加强筋，因为它可能使壳体天线罩产生局部或整体失稳、或产生大变形，从而给结构设计和罩子尺寸带来许多限制。为了便于制造、安装和运输，必须把大型刚性天线罩做成分块式，球状连接处须设置法兰，致使罩壁不均匀。

因此，在设计时一般要通过电气性能试验和结构性能试验，找出综合性能良好的连接方案。此外，所用的金属构件或金属连接件应使其电气遮挡最小。