由于現代戰爭武器系統的發展，裸露在外的天線已經受到各類武器的嚴重威脅。尤其是戰場上的各類爆炸破片和爆炸沖擊波，都極易破壞天線，影響到天線的使用。目前，國內現有的天線罩只能起到保護天線免受風?雨?雪等自然環境影響的作用，并不具備防御能力，這使得裝備該類天線罩的設備在戰場上的生存能力差，導致維護保養任務繁重；因此，研制具有防彈抗爆能力的天線罩，為設備筑起最后一道防線，具有非常重要的軍事意義。
毫米波天線罩制造材料發展概況
現代雷達技術已由早期探測?火控?氣象和導航功能，進一步發展出電子偵察?敵我識別?電子干擾和精確制導等功能。天線罩工作頻率也由單頻發展為寬頻，直至多波段全頻帶。
毫米波一般是指電磁波譜中頻率為30~300GHz這一部分，對應波長為1~10mm。毫米波天線罩與傳統的分米波?厘米波天線罩相比，在結構?材料?性能及工藝技術等各方面都提出了更高的要求。尤其在透波性和強度等方面，隨著毫米波技術的發展，傳統的(如陶瓷?微晶玻璃等)天線罩材料，由于其固有的一些弱點，已滿足不了毫米波天線罩在高透波特性和強度等方面的要求。
迄今為止，天線罩材料已有50年的歷史，其發展歷程為:纖維增強塑料→氧化鋁陶瓷→微晶體玻璃→石英陶瓷→先進復合材料。最早開發研究的天線罩材料為陶瓷材料，這種材料具有耐高溫，介電性能好及強度高的優點；但其質脆，耐熱沖擊性能差，并且成型工藝復雜。
目前，國內透波復合材料使用的增強纖維仍以E玻璃纖維和S玻璃纖維為主。這2種玻璃纖維是優良的絕緣材料，高低頻下都具有良好的介電性，微波透過性良好，同時具有優良的耐腐蝕性和熱性能；但其抗沖擊能力較差的特征，造成天線罩在戰場環境中極易被破壞，無法有效保護天線系統，系統生存能力低。
芳綸纖維為增強纖維的復合材料，其具有優異的力學性能?電絕緣性能?透波性能及優良的尺寸穩定性，特別是具有低的線脹系數(纖維軸向略呈負值)，使其在雷達天線領域中有著較好的應用前景。
芳綸材料防護性研究
E玻璃纖維為常用的玻璃纖維，其強度高，延伸率大，成本較低，彈性模量較低。以往天線罩最通用的增強纖維以E玻璃纖維為主。芳綸纖維具有高強度?高模量?耐高溫和耐化學腐蝕等優異性能。
芳綸Ⅲ纖維是國內近年來研制成功的一種三元共聚芳綸纖維，為國內近年來開發出來的性能最為優異的芳綸纖維，其力學性能優于芳綸纖維中最具代表性的Kevlar49。石英玻璃纖維為低介電常數玻璃纖維，其強度和模量較低，而且生產工藝性較差，生產成本高，因此應用較少。
各類纖維性能對照表見表1。由表1可知，3種纖維中芳綸Ⅲ的力學性能最好，同時密度最低。
抗侵徹貫穿性能
抗侵徹貫穿試驗結果顯示:1)石英玻璃纖維和E玻璃纖維復合材料板被貫穿后的噴射飛濺物明顯多于芳綸纖維復合材料板；2)相對于石英和E玻璃纖維復合材料板，芳綸復合材料板的貫穿V50值有明顯提高。具體試驗數值見表2。
由表2可以看出，在各纖維品種中，芳綸纖維復合材料板的防護能力最強，大大優于E玻璃纖維板，石英復合材料板次之，E玻璃纖維最差。芳綸纖維復合材料板貫穿V50數值是石英板的1.6倍，是E玻璃纖維板的1.8倍。
石英玻璃纖維和E玻璃纖維復合材料板被貫穿后的噴射飛濺物明顯多于芳綸纖維復合材料板，說明芳綸纖維抗沖擊能力更強?比剛度和比強度更高，在受到高速彈丸沖擊時不易發生碎裂現象。
可以預見，毫米波天線罩使用芳綸纖維復合材料后，其防護性必將大大增強。天線罩厚度越厚，其防護能力越強。但作為天線罩，其電性能(如透波率)要作為首要考慮滿足的設計要素，隨著天線罩厚度的增加，其電性能必將逐漸下降，直至不能滿足使用要求。如何既完美滿足實戰的防護要求，又滿足天線罩的電性能要求，是天線罩設計的難點之一，在天線罩設計中，應依據試驗數據及實戰情況綜合考慮。
芳綸材料電性能
天線罩材料應滿足介電性能?力學性能?三防壽命?工藝性能和質量等要求。材料的介電性能指標主要有介電常數和損耗角正切，其直接影響天線罩的電性能，是選擇材料的主要依據。其中，損耗角正切越大，電磁波能量在穿透天線罩過程中轉化為熱量而損耗的能量就越多；介電常數越大，電磁波在空氣與天線罩壁分界面上的反射就越大，這將增加鏡象波瓣電平并降低傳輸效率。因此要求天線罩材料的損耗角正切低至接近于0，介電常數盡可能低，以達到最大傳輸和最小反射的目的。低介電常數的材料還能給天線罩帶來寬頻帶響應。
芳綸纖維與各類纖維復合材料在測試頻率為9.375GHz時的電性能數據見表3。由表3可以看出，芳綸纖維復合材料電性能明顯優于E玻璃纖維復合材料。與石英玻璃纖維復合材料相比，芳綸纖維復合材料的介電常數低，損耗角正切值高。
電性能試驗數據見表4。排除電性能試驗的測試誤差及加工精度方面的誤差，由表4可以看出，各纖維品種中，芳綸纖維復合材料板的電性能指標與石英玻璃纖維相當，插入損耗值小，透波能力強；E玻璃纖維復合材料電性能指標最差。
芳綸材料生產性研究
毫米波的特點決定了毫米波天線罩的制造與普通天線罩不同，具有特點如下:1)天線罩結構壁薄，其材料結構強度和剛性要求高；2)罩體均勻性好，加工要求嚴格；3)天線罩熱?電和結構強度等綜合性能要求苛刻，材料選擇?制作和罩體成型加工困難；4)天線罩壁厚容差小，罩體加工精度高；5)制造成本高。
針對上述特點，芳綸纖維的特點主要表現在以下方面:1)芳綸纖維介電常數低，能給天線罩帶來寬頻帶響應，使得天線罩可以放寬罩壁厚度公差，從而降低制造成本；2)芳綸纖維力學性能指標更好，相同的壁厚，結構強度和剛度更好，透波能力更強；3)芳綸與樹脂親和性差，更易吸潮，長期使用影響電性能。
由于芳綸Ⅲ纖維為剛剛實現產業化的新型高性能纖維，目前制造加工成本高，價格較高，在大批量生產時應考慮成本增加問題。
綜上可以看出，由于芳綸纖維復合材料具有多項優點，用芳綸纖維復合材料制作的天線罩防護性能有了質的飛躍，同時適合大規模生產。
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