一种耐大功率宽频带雷达天线罩设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于大型地面雷达天线罩的技术领域。
【背景技术】
[0002] 大型地面天线罩是雷达天线的防护设施，它可以防止环境对雷达设备的干扰和影 响，天线罩多由玻璃钢与泡沫结构复合材料制作。随着电子信息技术不断发展，各种大型的 警戒、情报、预警雷达在电子对抗背景下呈现出工作频带越来越宽、发射功率越来越大的特 点。天线罩在大功率微波照射下，复合材料分子间会产生高频震荡，导致局部发热，当温度 升高超过材料使用温度时候，天线罩会有烧蚀甚至烧毁的危险。
[0003] 目前解决天线罩耐大功率问题的方法，多是从材料研究入手，通过选用低介电损 耗、高耐温材料来解决问题。这种方法本质上是一种实践法，缺乏理论指导，实验结果也只 能应用于某一具体项目，如果设计条件改变，只能重新做实验。另外，这种分析方法只适用 于单一材料成型的小型天线罩，对于大型天线罩，一般采用几种材料复合形式，这种分析方 法就不适用了。总之，目前业内还没有一个针对大型宽频带天线罩耐大功率性的设计方法。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了解决目前从材料研究入手设计天线罩的方法不适用于大型 地面天线罩的设计的问题，本发明提供一种耐大功率宽频带雷达天线罩设计方法。
[0005] 本发明的一种耐大功率宽频带雷达天线罩设计方法，所述方法包括如下步骤：
[0006] 步骤一：在宽频带条件下，根据阵列天线口径场，计算天线辐射费涅尔区场强值 E，进而获得天线辐射的最大功率密度Pm;
[0007] 步骤二：在满足宽频带天线罩的要求下，在天线罩结构材料列表中选定天线罩罩 壁的材料和结构参数；
[0008] 步骤三：根据步骤二确定的天线罩罩壁的结构参数，运用四端网络理论进行计算， 获得天线罩罩壁的功率透过系数和功率反射系数，进而获得电磁辐射能量吸收系数L;
[0009] 步骤四：根据步骤一获得的最大功率密度Pm和步骤三获得的电磁辐射能量吸收系 数L，结合天线罩传热的能量守恒，获得天线罩在大功率照射下的温度；
[0010] 步骤五：查表获得当前天线罩罩壁材料的耐温值，判断所述耐温值是否大于步骤 四获得的天线罩在大功率照射下的温度，若是，则所述天线罩为最终设计的天线罩，若否， 则将当前天线罩在天线罩结构材料列表中对应的材料结构删除，转入步骤二，重新选择材 料。
[0011] 本发明的有益效果在于，本发明的设计方法综合运用了电磁学、传热学、材料学相 关知识，解决了现有单一的从材料入手的设计方法不适用于耐大功率宽频带天线罩的设计 的问题。设计过程充分考虑了天线电磁特性、天线罩结构特性以及材料参数等各种前提条 件，对整个电磁过程和传热过程进行了分析，设计的天线罩，在实际大功率雷达长时间照射 下，耐功率性满足要求。本设计方法已经在某大型地面天线罩设计中得到应用，测试结果与 设计相符。
【附图说明】
[0012] 图1为【具体实施方式】一所述的一种耐大功率宽频带雷达天线罩设计方法的原理 示意图。
[0013] 图2为采用本发明的设计方法设计的天线罩板块的示意图。
[0014] 图3为实施例中C夹层罩壁结构的剖面示意图。
[0015]图4为采用本发明的设计方法获得的功率透过系数的曲线示意图，横坐标表示频 率，纵坐标为功率透过系数。
[0016]图5为采用本发明的设计方法获得的功率反射系数的曲线示意图，横坐标表示频 率，纵坐标为功率反射系数。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0017] 一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种耐大功率宽 频带雷达天线罩设计方法，所述方法包括如下步骤：
[0018] 步骤一：在宽频带条件下，根据阵列天线口径场，计算天线辐射费涅尔区场强值 E，进而获得天线辐射的最大功率密度Pm;
[0019] 步骤二：在满足宽频带天线罩的要求下，在天线罩结构材料列表中选定天线罩罩 壁的材料和结构参数；
[0020] 步骤三：根据步骤二确定的天线罩罩壁的结构参数，运用四端网络理论进行计算， 获得天线罩罩壁的功率透过系数和功率反射系数，进而获得电磁辐射能量吸收系数L;
[0021] 步骤四：根据步骤一获得的最大功率密度Pm和步骤三获得的电磁辐射能量吸收系 数L，结合天线罩传热的能量守恒，获得天线罩在大功率照射下的温度；
[0022] 步骤五：查表获得当前天线罩罩壁材料的耐温值，判断所述耐温值是否大于步骤 四获得的天线罩在大功率照射下的温度，若是，则所述天线罩为最终设计的天线罩，若否， 则将当前天线罩在天线罩结构材料列表中对应的材料结构删除，转入步骤二，重新选择材 料。
[0023] 步骤五中，对比所选天线罩材料性能指标，如果照射后温度在材料允许的范围内， 则输出设计结果；否则，有两种解决办法：a重新调整电性能设计，重复步骤二、步骤三和步 骤四，直至设计温升满足材料要求；b调整所选用材料，换用工作温度更高的材料，并确定 新材料的电性能参数，然后重复步骤二、步骤三和步骤四。
【具体实施方式】 [0024] 二：本实施方式是对一所述的一种耐大功率宽频带雷 达天线罩设计方法的进一步限定，
[0025] 步骤一中，在宽频带条件下，根据阵列天线口径场，计算天线辐射费涅尔区场强值 E，进而获得最大功率密度？">的方法为：
[0026] 以天线口面中心为原点0,在天线口面为XY的平面上建立一个直角坐标系0-XYZ， 根据天线口面分布g(x，y)，计算天线在费涅尔区场强值EP:
【主权项】
1. 一种耐大功率宽频带雷达天线罩设计方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤： 步骤一：在宽频带条件下，根据阵列天线口径场，计算天线辐射费涅尔区场强值E，进 而获得天线辐射的最大功率密度 步骤二：在满足宽频带天线罩的要求下，在天线罩结构材料列表中选定天线罩罩壁的 材料和结构参数； 步骤三：根据步骤二确定的天线罩罩壁的结构参数，运用四端网络理论进行计算，获得 天线罩罩壁的功率透过系数和功率反射系数，进而获得电磁辐射能量吸收系数L; 步骤四：根据步骤一获得的最大功率密度