雷达的“护目镜”,SAR天线罩简介

2019年03月14日

如果把雷达看成“千里眼”,那天线罩就相当于这千里眼的“护目镜”了吧!

 

天线罩的作用主要是将雷达天线、电子战天线、通信天线、敌我识别天线等与外界隔离,免遭风吹日晒、严寒酷暑等恶劣环境的影响。天线罩提供一个界面,既要保持结构和空气动力特征,又要保证对天线的电气特性影响最小。

 

先来看看几种不同雷达系统的天线罩吧!

 

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地面和舰船上的天线罩,主要作用是保护雷达系统免受强风、酸雨、大雪、 冰雹和烈日等产生的破坏性影响,保证系统有良好的工作环境并延长整个系统的寿命。

 

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航空飞行器上使用天线罩,在满足气动外形的前提下,能够在更恶劣的环境中,保持较高的结构强度,为雷达提供较好的环境,从而保证飞行器中雷达的正常工作。

 

天线罩的重要作用


虽然天线罩的重要作用是保护天线免受恶劣环境的影响和破坏,但是前提是必须具有优良的电磁波通透性,能保证天线系统的工作性能,就像保护眼睛的护目镜如果不透光那材料再好也是无用。

 

天线罩不仅需要具有优异的透波性能,还需要足够的机械强度、良好的隔热性能和精确的气动外形,能够最大程度的降低对天线电气参数的影响,通常制造材料是透波树脂或者玻璃纤维增强复合材料以及复合陶瓷材料等。壁厚的选择是根据工作波长、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。

 

雷达天线罩对天线电气性能的影响


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;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);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。

 

现阶段天线罩的分析方法主要有解析法、低频方法、高频方法以及混合方法;高频方法的计算效率高而计算精度低;低频方法的计算精度高而计算效率低;混合方法是将高频和低频方法结合起来,优势互补,解决效率和精度兼顾的问题。

 

SAR天线罩


对于机载火控雷达天线罩、SAR天线罩和宽带天线罩来说,罩内天线口径可以是任意形状,在计算这些天线罩的电磁特性时,混合方法是一种有效而实用的方法。

 

一般情况下,机载SAR分两大类:

 

一类是雷达重量在15~200kg之间,这类雷达作用距离相对较近,装载平台大多数是中小型无人机、直升机或者小型有人机。雷达天线通常安装在飞机机身的正下方,天线在方位上可以进行360度转动,在俯仰上大多数是机械转动,也可以是一维相扫。这类雷达的天线一般口径尺寸较小,通常小于0.8m(方位)x 0.5m(俯仰),选择的天线罩形状大多数是圆柱形,天线罩底部形状是球冠形。

 

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另一类是雷达重量在200~1000kg之间,有时会超过1000kg,这类雷达的作用距离较远,载机一般是中型有人机或者大型无人机,天线一般安装在载机机身的两侧,或者机身的正下方,这类雷达的天线在方位和俯仰上都能够进行电扫描。

 

如果天线安装在机身的正下方,同时满足左右侧视工作,一般在俯视上采用机械(转动180°)加电扫描方式来实现,这类雷达的天线口径较大,方位上长度在0. 4~12m之间,天线罩形状大多数选择船形。

 

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这两类天线罩在设计时,要充分考虑天线罩的刚度和强度,以便在恶劣条件下,天线和天线罩都能稳定正常工作。如果天线要进行大角度(±45°以上)扫描,设计时要考虑天线罩适应天线波束宽角扫描。

 

随着雷达技术的发展,雷达天线罩技术也在向雷达隐身、红外隐身、激光隐身、超宽频带、高透波、耐大功率、耐高温、透毫米波、雷达/红外双模复合等方向发展。

来源:深圳市首质诚科技有限公司

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