一種耐大功率寬頻帶雷達天線罩設計方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于大型地面雷達天線罩的技術領域。
【背景技術】
[0002] 大型地面天線罩是雷達天線的防護設施，它可以防止環境對雷達設備的干擾和影 響，天線罩多由玻璃鋼與泡沫結構復合材料制作。隨著電子信息技術不斷發展，各種大型的 警戒、情報、預警雷達在電子對抗背景下呈現出工作頻帶越來越寬、發射功率越來越大的特 點。天線罩在大功率微波照射下，復合材料分子間會產生高頻震蕩，導致局部發熱，當溫度 升高超過材料使用溫度時候，天線罩會有燒蝕甚至燒毀的危險。
[0003] 目前解決天線罩耐大功率問題的方法，多是從材料研究入手，通過選用低介電損 耗、高耐溫材料來解決問題。這種方法本質上是一種實踐法，缺乏理論指導，實驗結果也只 能應用于某一具體項目，如果設計條件改變，只能重新做實驗。另外，這種分析方法只適用 于單一材料成型的小型天線罩，對于大型天線罩，一般采用幾種材料復合形式，這種分析方 法就不適用了。總之，目前業內還沒有一個針對大型寬頻帶天線罩耐大功率性的設計方法。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是為了解決目前從材料研究入手設計天線罩的方法不適用于大型 地面天線罩的設計的問題，本發明提供一種耐大功率寬頻帶雷達天線罩設計方法。
[0005] 本發明的一種耐大功率寬頻帶雷達天線罩設計方法，所述方法包括如下步驟：
[0006] 步驟一：在寬頻帶條件下，根據陣列天線口徑場，計算天線輻射費涅爾區場強值 E，進而獲得天線輻射的最大功率密度Pm;
[0007] 步驟二：在滿足寬頻帶天線罩的要求下，在天線罩結構材料列表中選定天線罩罩 壁的材料和結構參數；
[0008] 步驟三：根據步驟二確定的天線罩罩壁的結構參數，運用四端網絡理論進行計算， 獲得天線罩罩壁的功率透過系數和功率反射系數，進而獲得電磁輻射能量吸收系數L;
[0009] 步驟四：根據步驟一獲得的最大功率密度Pm和步驟三獲得的電磁輻射能量吸收系 數L，結合天線罩傳熱的能量守恒，獲得天線罩在大功率照射下的溫度；
[0010] 步驟五：查表獲得當前天線罩罩壁材料的耐溫值，判斷所述耐溫值是否大于步驟 四獲得的天線罩在大功率照射下的溫度，若是，則所述天線罩為最終設計的天線罩，若否， 則將當前天線罩在天線罩結構材料列表中對應的材料結構刪除，轉入步驟二，重新選擇材 料。
[0011] 本發明的有益效果在于，本發明的設計方法綜合運用了電磁學、傳熱學、材料學相 關知識，解決了現有單一的從材料入手的設計方法不適用于耐大功率寬頻帶天線罩的設計 的問題。設計過程充分考慮了天線電磁特性、天線罩結構特性以及材料參數等各種前提條 件，對整個電磁過程和傳熱過程進行了分析，設計的天線罩，在實際大功率雷達長時間照射 下，耐功率性滿足要求。本設計方法已經在某大型地面天線罩設計中得到應用，測試結果與 設計相符。
【附圖說明】
[0012] 圖1為【具體實施方式】一所述的一種耐大功率寬頻帶雷達天線罩設計方法的原理 示意圖。
[0013] 圖2為采用本發明的設計方法設計的天線罩板塊的示意圖。
[0014] 圖3為實施例中C夾層罩壁結構的剖面示意圖。
[0015]圖4為采用本發明的設計方法獲得的功率透過系數的曲線示意圖，橫坐標表示頻 率，縱坐標為功率透過系數。
[0016]圖5為采用本發明的設計方法獲得的功率反射系數的曲線示意圖，橫坐標表示頻 率，縱坐標為功率反射系數。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0017] 一：結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述的一種耐大功率寬 頻帶雷達天線罩設計方法，所述方法包括如下步驟：
[0018] 步驟一：在寬頻帶條件下，根據陣列天線口徑場，計算天線輻射費涅爾區場強值 E，進而獲得天線輻射的最大功率密度Pm;
[0019] 步驟二：在滿足寬頻帶天線罩的要求下，在天線罩結構材料列表中選定天線罩罩 壁的材料和結構參數；
[0020] 步驟三：根據步驟二確定的天線罩罩壁的結構參數，運用四端網絡理論進行計算， 獲得天線罩罩壁的功率透過系數和功率反射系數，進而獲得電磁輻射能量吸收系數L;
[0021] 步驟四：根據步驟一獲得的最大功率密度Pm和步驟三獲得的電磁輻射能量吸收系 數L，結合天線罩傳熱的能量守恒，獲得天線罩在大功率照射下的溫度；
[0022] 步驟五：查表獲得當前天線罩罩壁材料的耐溫值，判斷所述耐溫值是否大于步驟 四獲得的天線罩在大功率照射下的溫度，若是，則所述天線罩為最終設計的天線罩，若否， 則將當前天線罩在天線罩結構材料列表中對應的材料結構刪除，轉入步驟二，重新選擇材 料。
[0023] 步驟五中，對比所選天線罩材料性能指標，如果照射后溫度在材料允許的范圍內， 則輸出設計結果；否則，有兩種解決辦法：a重新調整電性能設計，重復步驟二、步驟三和步 驟四，直至設計溫升滿足材料要求；b調整所選用材料，換用工作溫度更高的材料，并確定 新材料的電性能參數，然后重復步驟二、步驟三和步驟四。
【具體實施方式】 [0024] 二：本實施方式是對一所述的一種耐大功率寬頻帶雷 達天線罩設計方法的進一步限定，
[0025] 步驟一中，在寬頻帶條件下，根據陣列天線口徑場，計算天線輻射費涅爾區場強值 E，進而獲得最大功率密度？">的方法為：
[0026] 以天線口面中心為原點0,在天線口面為XY的平面上建立一個直角坐標系0-XYZ， 根據天線口面分布g(x，y)，計算天線在費涅爾區場強值EP:
【主權項】
1. 一種耐大功率寬頻帶雷達天線罩設計方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟： 步驟一：在寬頻帶條件下，根據陣列天線口徑場，計算天線輻射費涅爾區場強值E，進 而獲得天線輻射的最大功率密度 步驟二：在滿足寬頻帶天線罩的要求下，在天線罩結構材料列表中選定天線罩罩壁的 材料和結構參數； 步驟三：根據步驟二確定的天線罩罩壁的結構參數，運用四端網絡理論進行計算，獲得 天線罩罩壁的功率透過系數和功率反射系數，進而獲得電磁輻射能量吸收系數L; 步驟四：根據步驟一獲得的最大功率密度