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·了解透波材料
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了解透波材料
一、透波材料:能透过电磁波且几乎不改变电磁波的性质(包括能量)的材料
我们以不同性能的高分子材料为基体,通过填充、共混微波陶瓷介质和复合纤维等手段,在保证材料有良好承受机械力和其它性能的同时,调节材料的介电常数和耗散因数得到透波率能够满足我们的使用要求的复合材料。
在实际运用中,介电常数和耗散因数是衡量透波材料透波能力的两个重要指标,根据透波材料的使用环境,还需要考虑除透波率外的其它性能,如长时间的耐高温性能、高刚性、尺寸稳定、阻燃、韧性、化学腐蚀、耐磨、自润滑、耐老化等。
二、应用:
隐身技术:避免入射电磁波大量反射,从而避开敌方雷达的探测;
无线电领域:利于微波-毫米波信号的接收、传输、放大、混频、发射等许多环节;
1、雷达罩和天线罩应用:
为保证雷达或天线在各种复杂环境中的正常使用, 雷达罩或天线罩用复合材料必须具备比强度高、透波率高等性能,同时在设计上也需要考虑良好的防振动和抗老化能力。
A、我们具有国内先进的透波率(90%-99%)改性复合材料的电性能设计能力和经验;
B、透波材料的低介电常数和低介质损耗是满足其使用要求的必要条件;
C、拥有高耗散因数的材料不仅对无线电传输不利,同时会将电磁能转换为不利的热能。其技术难点主要是材料的透波率,长时间的交替耐高、低温性能,户外老化等。
1)气象雷达罩
2) 薄壁结构地面天线罩
3) 移动通讯基站天线罩
4) 车载天线罩
5) 各种天线包封
 
树脂基体的主要性能(介电常数)
树脂品种
密度(g/cm3
弯曲强度(Mpa)
弯曲模量(Gpa)
介电常数(106HZ)
正切损耗(10GHz)
PPS
1.36-1.43
52-145
3.7-4.0
3.0
0.0006
PEEK
1.32
110-210
3.8-9.1
3.2-3.3
0.0033
      LCP   1.38-1.40         3.0-3.2  
ASA
1.06-1.1
48-155
1.7-3.0
3.2-3.5
0.028
环氧树脂
1.30
97
3.8
3.0
0.020
酚醛树脂
1.30
92
3.5
3.2
0.020
不饱和聚脂树脂
1.29
85
3.2
3.0
0.018
乙烯基树脂
1.30
90
3.5
2.9
0.018
双马来酰亚胺
1.30
150
3.7
3.0
0.014
云母
 
 
 
7
 
融熔二氧化硅
 
 
 
3.8
 
钙钠玻璃
 
 
 
7
 
氧化铝
 
 
 
6.5
 
聚乙烯
 
 
 
2.25-2.35
 
聚丙烯
 
 
 
2.2-2.6
 
PA6尼龙
 
 
 
3.6
 
PA66尼龙
 
 
 
3.4-3.5
 
MC尼龙
 
 
 
3.7
 
PA1313尼龙
 
 
 
3.13-3.24
 
PI聚酰亚胺
 
 
 
3.2
 
PC
 
 
 
2.96
 
PBT
 
 
 
3.2-3.5
 
POM
 
 
 
3.7
 
聚苯乙烯
 
 
 
2.5
 
聚四氟乙烯
 
 
 
2.0-2.1
 
橡胶
 
 
 
3.2
 
 
三、其它知识
吸波材料是一种能将电磁能转化为其它形式的能量或使电磁波因干涉而消失,从而达到吸波的目的。
1、目前各国军事上的隐身技术,主要就是使用各种吸波、透波材料,实现对雷达的隐形;采用红外遮挡与衰减装置、涂敷红外掩饰涂料等,以降低红外辐射强度,实现对红外探测器的隐身。
2、在可见光隐形上,目前的办法只是在兵器的表面涂抹迷彩,降低兵器与背景之间的反差,或歪曲兵器的外形等初级的方法。另外由于碳纳米管的微波吸收性能,碳纳米管也可以作为吸收剂,制成隐形材料。
3、在现代军事领域,需要先发制人和远发制人,导弹自然就发挥了越来越重要的作用,如何确保导弹能够精确打击目标和长距离隐蔽飞行,天线罩技术就成了主要的“瓶颈”之一。其技术难点主要是天线罩材料的透波率和长时间的耐高温性能。
4、芳纶纤维纸具有突出的强度重量比和刚性重量比,阻燃,质量轻,耐冲击,还可进一步加工成蜂窝结构板材,主要用于生产飞机、导弹、卫星宽频透波材料、刚性受力结构部件等,是目前国内外飞机及雷达罩夹层结构使用最多的夹芯材料,也适合于制作游艇、赛艇、高速列车及其他高性能要求的夹层结构。
5、车载天线罩的透波性能可满足移动车辆的使用要求。特点:增益高,图象,语音清晰,数据传输可靠,整体性能优良力、驱波性能好,能设计出外形美观小巧,安装方便,性能稳定,具有良好的防振动和抗老化能力的产品。
6、天线种类:各频点基站(高、中、底增益)全向、定向天线、军用天线、无线modem橡皮天线及弹簧螺旋天线、车载吸盘天线、室内分布天线(吸顶及壁挂天线)、机车列尾天线、230MHZ数传天线及环阵天线、2.4-5.8G抛物面扩频天线、单边带天线、短波、超短波天线、四环阵天线、MMDS微波天线。
7、天线设计的灵敏度要高:几乎能收到没有被遮挡的所有卫星信号、可靠性高。设计时也要考虑到电磁兼容性(EMC)等问题。中心频率为1570MHZ,1575MHZ,1580MHZ,2450MHZ的、主要应用于全球定位系统(GPS)
8、透波材料的技术要求是要有很高的透波率,以保证敌雷达波能尽可能多地穿过并进入夹层中的等离子体被吸收掉。这种透波材料可以使用与雷达整流罩相同的玻璃钢材料制作,现有技术下这类玻璃钢可以达到95%-99%的透波率;对于军舰和战车而言,还可以用透波材料制成夹层吸波瓦并在内部罐充等离子体达到良好的隐形目的。
9雷达天线罩材料是天线罩研制的重要基础,没有好的天线罩材料,再好的电性能设计也不会实现。天线罩是功能性复合材料结构件,天线罩材料要满足介电性能、力学性能、三防寿命、工艺性能、重量等要求。材料的介电性能指标主要有介电常数ε和损耗角正切tgδ。该指标直接影响天线罩的电性能,是选择材料的主要依据。损耗角正切tgδ越大,电磁波能量在穿透天线罩过程中转化为热量而损耗的能量就越多。介电常数ε越大,则电磁波在空气与天线罩壁分界面上的反射就越大,这将增加镜象波瓣电平并降低传输效率。因此要求天线罩材料的损耗角正切tgδ低至接近于零,介电常数ε尽可能低,以达到“最大传输”和“最小反射”的目的。低介电常数的材料还能给天线罩带来宽频带响应,允许放宽罩壁厚度公差,从而降低制造成本。
 
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