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鄒小姐：13326633089 -
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雷達和天線是一組黃金搭檔，前者主要用來輻射和接收電磁波并決定其探測方向；后者則是用于完成波導場和空間輻射場的相互轉換。不過許多情況下它們會“躲”在一個球下，而這個球形狀的物體，就是天線罩。
這個像球的就是天線罩
天線罩是什么？
天線罩是一種保護天線系統免受外部環境影響的結構物，它在電氣性能上具有良好的電磁波穿透特性，機械性能上能經受外部惡劣環境的作用，用在地面上大天線的天線罩可以減小風阻，避免冰雪的積累，通常呈球形殼體狀；而在機載和彈載平臺，為了減小空氣阻力，必須要求尖錐狀的天線罩。
為了制造天線罩，透波材料是必不可少的。對于雷達天線罩而言，透波材料必須要具有以下幾點特質：
①穩定的高溫介電性能。天線罩材料不僅要具有低的介電常數(ε<10)和損耗角正切值(tanδ<10-2)，并且這種材料的介電性能不隨溫度、頻率有明顯的變化(如溫升100℃，ε變化<1%)，以便保證在氣動加熱條件下，盡可能不失真地透過電磁波；
②低的熱脹系數，以利于抗熱沖擊和滿足壁厚公差；
③抗侵蝕性能。具有防雨蝕、防粒子云侵蝕的能力等；
④具有足夠的力學性能，保證天線罩在飛行過程中由空氣動力縱向和橫向加速度引起的機械應力作用下不受損傷；
⑤低的材料密度；
⑥低的電導率，要求介質材料的電導率σ為10-20～10-10 S/m。
一般來說，材料的介電常數越低，介質損耗愈小，罩壁愈薄，被吸收的能量愈少，功率透過系數就愈大。
目前除玻璃纖維增強樹脂材料被廣泛應用于研究制作透波材料外，還有部分陶瓷基材料也有較多的研究，例如：氮化硅陶瓷、氧化鋁陶瓷、石英纖維增強石英陶瓷、石英陶瓷及微晶玻璃等。下表列出了幾種主要的陶瓷基透波材料的基本物性。
表 幾種陶瓷基天線罩材料的基本物性
1.氧化鋁
氧化鋁是最早商業化的單一氧化物陶瓷透波材料，已在響尾蛇和麻雀Ⅲ等導彈上得到了成功應用，其主要優點是強度高、硬度高、抗雨蝕性能好。缺點是介電性能差，熱膨脹系數和彈性模量較高，缺乏足夠的抗熱沖擊性能。
2.微晶玻璃
微晶玻璃是上世紀 50 年代美國康寧為保障“小獵犬”導彈計劃的實施而開發出以二氧化鈦為晶核劑的鎂鋁硅系微晶玻璃，產品牌號為 9606。這種材料介電性能好，介電常數約 5.7，同時兼具耐高溫、強度高等優點，問世后，在高馬赫雷達中，微晶玻璃逐步取代Al2O3被作為透波材料，譬如：美國空軍的GarXI、GarIX與海軍的“Typhon”、“小獵犬”、“百靈鳥”防輻射導彈等。但微晶玻璃的制備工藝復雜，材料成型和晶化處理等工序難以控制，使得這種材料的發展受到了局限。
3.石英陶瓷
石英陶瓷具有相對較低的密度和熱膨脹系數，使其熱防護性能與抗熱沖擊性能較為出眾，此外石英陶瓷的介電損耗與介電常數較低。熔融石英的介電常數ε為3.4，介電損耗tanδ為0.4×10-3。在透波材料中，除了各向同性熱解BN外，熔融石英陶瓷為介電性能中最為優異的材料，其成型工藝比較成熟，在制備不同形狀和尺寸產品方面易于實現，目前已經成功的應用于防空導彈天線罩材料和透波天線窗領域。但是，石英陶瓷的劣勢也非常明顯，由于是脆性材料，其抗彎強度相對較低，斷裂韌性為1.0MPa·m1/2，抵抗災難性破壞的能力較差，此外耐高溫（1200℃）性差、不耐雨蝕，限制了這種材料的應用。
美國 Ceradyne 公司生產的熔融石英陶瓷天線罩
4.氮化物陶瓷
氮化物系列陶瓷（氮化硅、氮化硼、氧氮化硅等）自身具有良好的介電性能，與石英陶瓷相比，在力學性能以及耐高溫等方面有著無可比擬的優勢，被眾多研究者所青睞，并進行了大量的研究。目前，美法俄等西方軍事強國研制出 BN/Si3N4透波材料，并采用這種復合材料制備出了達到實用化水平的高馬赫數導彈天線罩。美國海軍某研究機構早在上世紀末就采用無壓燒結方式、選用磷酸鹽作為粘結劑制備出多孔氮化硅陶瓷材料，其燒結溫度低于900℃，在 20℃時，其介電常數為4.03，升溫至 1000℃，其介電常數不會出現超過5.2%的變化率，彎曲強度達85MPa。
近年來，針對主要成分為Si3N4的復合陶瓷材料，一方面，進行反應、熱壓燒結制備技術與工藝的不斷完善；另一方面，圍繞材料的基礎成分及無壓燒結工藝展開廣泛探討。在國內，目前已先后開發了Si3N4-BN、Si3N4-SiO2、Si3N4-BN-SiO2、Si3N4-Al2O3-MgO等材料體系，并采用多種手段實現多孔化來降低其ε。
熱等靜壓燒結制備的Si3N4-BN復相多孔陶瓷：(a)h-BN含量1wt%；(b)h-BN含量5wt%
對這些材料力/熱/電性能的測試結果表明，均質氮化硅透波材料體系具有優異的綜合性能，但由于多孔陶瓷材料的組織結構均勻性難以控制和增韌技術未能取得實質性的突破，導致研制出的大尺寸陶瓷天線罩的安全可靠性降低，因此，在大尺寸構件研制過程中，粉料組成、混合以及構件成型、燒結、加工和無損檢測方面仍面臨一些技術問題亟需解決。
資料來源：
隱身-透波一體化Si3N4基陶瓷材料的制備與結構設計，李伶。
天線罩用寬頻透波材料的發展現狀，余娟麗，陳磊，呂毅，趙英民，裴雨辰。
高溫透波陶瓷材料研究進展，蔡德龍，陳斐，何鳳梅，賈德昌，匡寧，苗蕾，邱海鵬，王洪升，徐念喜，楊治華，于長清，張俊武，張偉儒，周延春。
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