天线罩材料的研究进展

裴晓园， 陈 利， 李嘉禄， 丁 刚， 吴 宁

(1. 天津工业大学 复合材料研究所， 天津 300387； 2. 天津工业大学 先进纺织复合材料教育部重点实验室， 天津 300387； 3. 天津工业大学 材料科学与工程学院， 天津 300387； 4. 天津工业大学 省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室， 天津 300387； 5. 天津工业大学 纺织学院，天津 300387； 6. 天津广播电视大学 教学资源管理与建设处， 天津 300191)

天线罩材料的研究进展

裴晓园1,2,3,4， 陈 利1,2， 李嘉禄1,2， 丁 刚5，6， 吴 宁1,2

(1. 天津工业大学 复合材料研究所， 天津 300387； 2. 天津工业大学 先进纺织复合材料教育部重点实验室， 天津 300387； 3. 天津工业大学 材料科学与工程学院， 天津 300387； 4. 天津工业大学 省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室， 天津 300387； 5. 天津工业大学 纺织学院，天津 300387； 6. 天津广播电视大学 教学资源管理与建设处， 天津 300191)

天线罩要在复杂的外部环境下保证飞行器中天线和雷达的正常工作,不仅要满足气动外形和透波性能的要求,还要承受气动载荷的作用。为此，综述了国内外天线罩的发展，对天线罩在设计与制备中的部分问题进行了评述与分析。介绍了天线罩的设计和材料选择原则，分析了当今常用材料体系的优劣并对天线罩材料体系的研究进展进行了归纳。重点介绍了树脂基纤维增强天线罩和高温陶瓷导弹天线罩的主要材料体系，并对各种体系天线罩材料的特点及国内外研究现状进行了评述。研究表明开展低成本高性能的复合材料,尤其是三维空间纤维增强复合材料天线罩的研究是天线罩材料今后的发展方向。

天线罩； 介电性能； 复合材料； 性能评估

天线罩是保护罩内天线在恶劣环境条件下能够正常工作的一种设施[1-2]。导弹天线罩的外形必须满足空气动力学要求[3]，具有足够的强度、刚度、耐热性和抵抗各种外界环境影响的性能；同时还需要满足导弹控制回路所提出的苛刻的电气性能的要求[4]。作为导弹的关键技术之一，天线罩技术具有直接的军事应用背景，对导弹天线罩材料的研究与改进显得愈加重要和迫切[5]，因此，开展对天线罩关键技术的攻关，对发展先进武器和促进国防现代化具有重要意义[6-7]。由于天线罩在军事上的重要性，各国对技术研究封锁，无法得到近期国外天线罩研究进展[8]。本文就天线罩的设计原理和方法、成型工艺、材料体系的选择以及天线罩结构各自的技术难点进行了研究和总结，为天线罩增强织物结构的设计提供一定的参考依据。

1 天线罩的设计和材料选择原则

天线罩的设计主要包括：材料的选择、结构型式的选取、壁厚的确定以及细节部位的设计[9]。天线罩的工作频带、电性能指标和质量限制了天线罩的结构形式，常用的结构形式有以下几种。

1)夹层结构：天线罩常用的夹层结构形式[10-11]如图1所示。在夹层结构中常用的蒙皮结构为透波性复合材料层合板，如玻璃纤维/树脂基复合材料；夹芯层常为蜂窝或泡沫。A型夹层壁，芯层的最佳高度近似为1/4波长，适合于中低入射角工作。B型夹层壁，构成形式与A夹层类同，但是内、外蒙皮材料的介电常数比芯材的小，结构可靠性差，通常不在飞机雷达天线罩上使用。C型夹层壁，可看作是由2个A夹层背靠背组合而成。这类结构的强度和刚度较大，频带宽，可工作于高入射角。多层夹层壁是指7层以上的夹层结构。多层夹层频带更宽，可在多波段工作。

2)半波壁结构：雷达天线罩的壁厚为介质内波长一半的实心壁结构，适用于窄频带、高入射角。大多采用玻璃纤维机织物，利用树脂传递模塑(RTM)成型,也有许多采用纤维缠绕铺放工艺成型。

3)准半波壁结构：由2层蒙皮和1层介质夹芯层组成。这种结构的壁厚和性能基本上与半波壁相同，但质量可降低30%以上。可用裱糊或缠绕成型工艺制造。

根据天线罩的使用环境及功能，天线罩材料须满足以下几个要求。

1)优良的介电性能。介电性能一般指材料的介电常数ε和损耗角正切tanδ。介电常数越大，传输效率越低[12-13]。电磁波在介质材料中的传输损失值α与该材料的介电常数、介电损耗和工作频率之间的关系可用下式来表示。

α∝ε1/2ftanδ

式中：f为传播的工作频率。由上式可知传输损耗α与介电常数ε、介电损耗tanδ之间为正比关系。材料的ε和tanδ越小，材料对传播的工作电磁波吸收越少，传播过程中透过介质材料的电磁波强度就越高[14]。对于天线罩来说,为保证最大的电磁波透过率和满足一定的频带要求，一般采用半波壁厚设计[15],其物理壁厚d可用下式近似表示:

式中：λ0为雷达导引头工作波长；ε0为天线罩材料的相对介电常数。

2)良好的耐热性和耐热冲击性。高速飞行时引起的温度升高,大体与速度的平方成正比[16]，此时在天线罩的内部存在很大的热应力，因此，天线罩材料必须具有很低的膨胀系数以及优良的耐热冲击能力。

3)较高的结构性能。天线罩材料的强度要高，而且要具有一定的刚性，使天线罩受力时不易变形[17]。

4)温度敏感性低。一般材料在高温工作时，其介电特性和强度性能会发生明显的变化，因此，天线罩材料的各项性能，尤其是介电性能和强度，受温度变化的影响越小越好[18]。

2 天线罩材料体系及研究进展

天线罩使用场合不同，材料的选择也不尽相同[19]。通常航空用天线罩，多选树脂基纤维增强复合材料。导弹等航天用天线罩对材料有耐高温要求，此时有机材料已经不能满足各种飞行器高速飞行时的使用要求,所以各种陶瓷基复合材料逐渐成为超音速导弹天线罩的候选材料。主要选材包括：二氧化硅基复合材料、氮化硼基复合材料以及陶瓷基复合材料。导弹天线罩材料的发展历程可归结为：纤维增强塑料→氧化铝陶瓷→微晶玻璃→石英陶瓷→氮化物陶瓷[1]。

2.1 树脂基纤维增强天线罩

目前，在工程中应用最广的天线罩材料是纤维增强树脂基复合材料。其中纤维包括：涤纶、石英、K-纤维、E-玻璃纤维等(见表1)。用作天线罩的树脂基体品种繁多,有传统的不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂,也有近年来开始研究和应用的氰酸酯树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺、聚四氟乙烯和热塑性树脂(如聚苯硫醚)等[20]。其中工程化应用最为成熟的为玻璃纤维增强的不饱和聚酯树脂和环氧树脂复合材料。不饱和聚酯树脂基复合材料成本低，工艺成熟，但因其力学性能较差，大都被用于要求较低的地面雷达天线罩。环氧树脂具有优良的力学性能、耐化学腐蚀性能和电性能，是天线罩最常用的树脂基体之一。酚醛树脂虽然成型困难，但是改性后可用于对耐热性要求高的场合。有机硅树脂的优点是在各种环境条件下介电性能都比较稳定，缺点是机械强度较低，需要高压成型。聚酰亚胺在较宽的温度和频率范围内仍能保持较好水平,但是固化困难，反应生成的水或溶剂的存在将导致孔隙率较高，电性能降低。氰酸酯树脂具有优良的力学性能，介电性能具有明显的宽带特性，这种树脂基体及其复合材料是未来天线罩用复合材料的发展方向[21]。

表1 聚酯树脂、PR-12分别与涤纶、石英、K-纤维、D-玻璃纤维、E-玻璃纤维制的复合材料性能Tab. 1 Properties of composite made of polyester resin, PR-12 and polyester, quartz, K-fiber, D-fiber, E-glass fiber respectively

纤维的排列方式有多种,如缠绕铺放、编织成一定形状、纺织成布样织物等。图2示出层合结构复合材料，三向正交结构复合材料，三维四向编织复合材料的增强体结构。天线罩的整体性能[22]随表1所示的因素发生变化。树脂基纤维增强天线罩的成型工艺是天线罩发展的基础和条件，所以复合材料的结构设计不仅要保证力学性能尤其是强度性能的指标，还要满足电性能的要求。裱糊或缠绕铺放，虽然工艺设备简单，易于操作，但是很难将树脂含量控制均匀，因此这种结构适用于低频段天线罩或对电性能要求不高的天线罩。模压成型工艺生产效率高，能一次成型结构复杂的材料，但是模具的制备比较复杂，投入的成本较多。RTM工艺成型效率较高，可制造出具有良好表面品质的复杂构件，但是要解决注射压力、注射温度和树脂黏度、真空辅助成型和“边缘效应”等关键技术问题。

2.2陶瓷基纤维增强天线罩

有机材料由于其较差的耐热性已不适用于高马赫数导弹。而陶瓷材料有较高的力学性能，适宜的介电性能及较好的耐热性能，成为天线罩的首选材料[23]。无机天线罩材料可分为氧化物陶瓷和氮化物陶瓷。前者主要有氧化铝陶瓷、石英陶瓷、氧化铍陶瓷、微晶玻璃、堇青石陶瓷等,后者主要有氮化硼(BN)和氮化硅(Si3N4)。表2示出5种陶瓷材料的重要特性评估。表3列出12种陶瓷材料的介电特性参数[24-25]。

表2 陶瓷材料主要特性比较Tab. 2 Comparison of main characteristics of ceramic materials

表3 陶瓷材料的介电性能参数Tab. 3 Dielectric properties of ceramic materials

氧化铝陶瓷是第1种商业化高温天线罩材料,成功应用于麻雀Ⅲ和响尾蛇等导弹上,具有强度高、硬度高、抗雨蚀性能好的优点。缺点是材料弹性模量和膨胀系数大,抗热冲击性能差,只适用于3 Ma以下导弹。1955—1956年,美国康宁公司开发出以TiO2为晶核剂的Mg-Al-Si系微晶玻璃,牌号Pyroceram9606，被用于美国的AMRAAM导弹和大部分Standard导弹用天线罩材料。该材料具有耐高温、强度高、电性能好的优点,从20世纪60年代起被广泛用来代替氧化铝陶瓷,用于3～4 Ma导弹天线罩。

美国Raytheon公司开发的堇青石陶瓷(Rayceram)具有良好的力学性能,热膨胀系数较低,抗热冲击性能优异,可用于5～6 Ma的导弹天线罩，但是其熔点较低,成型困难,且高温下介电损耗过大,导致其实际应用受到一定限制。

美国波音宇航公司[26]利用反应烧结氮化硅(Si3N4)制备了多倍频宽带天线罩。国内也开展了氮化硅天线罩材料的研究工作。例如,天津大学[27]和山东工业陶瓷研究设计院[28]。然而到目前为止,有关Si3N4基陶瓷作为导弹天线罩的实际应用还少有报道。

氮化硼陶瓷具有比氮化硅陶瓷更好的热稳定性和更低的介电常数、介电损耗,是为数不多的分解温度能达到3 000 ℃的化合物之一,但抗雨蚀性差[29]。由于工艺问题难以制成较大形状的坯件，因此在天线罩上尚未得到真正应用,目前主要用作天线窗介电防热材料。

氮化硅基陶瓷不仅具有优异的力学性能和很高的热稳定性,而且具有较低的介电常数，其分解温度为1 900 ℃,其抗烧蚀性能比熔融石英好,能经受6～7 Ma飞行条件下的热振,被西方发达国家用来开发耐高温、宽频带、低瞄准误差天线罩。美国佐治亚技术研究所试验鉴定将这种材料称为最有希望的天线罩材料。试验发现这种材料具有良好的介电、机械特性及高的抗雨蚀、抗热冲击性能[30-31]。国内也开展了氮化硅天线罩材料的研究工作。例如,天津大学[27]以堇青石和锂辉石作为烧结助剂,制备出介电常数为4～5，介电损耗为0.005～0.007,抗弯强度为160 MPa的天线罩材料,并重点对这种材料的烧结机制进行了研究，但到目前为止,有关氮化硅基陶瓷作为导弹天线罩的还处于研究阶段。

3 线罩综合性能的评估

对于天线罩来说,电厚度对天线罩的瞄准误差及瞄准误差斜率有重要影响,其可靠性必须得到保证[32]，但是高性能复合材料制备工艺复杂,特别是像天线罩这样的大尺寸构件,在制造过程中易出现裂纹、空洞、断裂等多种缺陷，因此，在高温气动热环境中有可能出现灾难性破坏。有必要对天线罩材料进行优化设计和无损检测,以保证产品质量,最大限度地提高使用可靠性。乔玉[33]建立了复合材料天线罩优化问题的数学模型,在确保力学性能要求的基础上改善天线罩电性能。谢菲等[34]对石英纤维复合材料的介电性能和拉伸性能进行了测试，结果表明石英纤维增强复合材料适用于制作高频波段的雷达天线罩。由于天线罩实际工作环境与通常所处的环境相距甚远,通常条件下所测得的电气性能和动热性能往往不能反映真实情况[35]。美国General Dynamic公司20世纪70年代建立了石英灯加热天线罩的电性能评价系统，但是该系统的测量误差较大。此后，美国又建立了太阳能加热的评价系统,这种方式能比较真实地模拟天线罩的工作环境,可得到不错的评价结果。随着计算机技术的不断发展,仿真技术在天线罩的电性能评价中也得到了应用。张恒庆[36]采用软件仿真的方法,对高超音速天线罩电性能随温度的变化情况进行了研究。此外,针对天线罩电气厚度的测量技术方面的研究也正在开展[37-38]。

对天线罩性能方面的评估目前存在以下难点。对材料体系的评估，选择的基体材料、增强材料以及夹芯材料不但要满足力学性能还要满足电性能的要求；要制备高性能、高透波、宽频段、轻质量的雷达天线罩，就要对罩壁结构的设计进行评估优化，使其介电性能达到最佳，但是这在加工制造方面都有较大的难度。特别是如何评估和克服天线罩在生产制造过程中产生的缺陷以及对缺陷进行及时在线检测，实现对罩体厚度和材料参数的同时检测等，这都是急需解决的重要问题。

4 结 语

航空航天新材料、新工艺是天线罩技术发展的基础和技术保证。作为导弹的关键技术之一,天线罩技术是一项系统工程,它涉及气动防热、热力学、机械结构、电磁场理论、特种纤维、编织技术、复合材料与工艺、专业检测技术及可靠性工程等多种专业技术。开发低成本高性能的复合材料,尤其是纤维增强及立体纤维编织增强复合材是今后的发展方向，但是，由于该领域的敏感性,发达国家一直对关键技术严格保密,近20年来公开发表的天线罩研究资料十分有限,这就需要我们自力更生,加强研究,为将来先进型号的发展作必要的技术储备。总之,导弹天线罩将向低成本、宽频带、高性能方向发展,特种纤维增强氮化硼、氮化硅等陶瓷基复合材料将是未来发展的主要方向。

FZXB

[1] 彭望泽. 防空导弹天线罩 [M]. 北京:宇航工业出版社, 1993:2-3. PENG Wangze. Air Defense Missile Radome [M]. Beijing: China Astronautic Publishing House, 1993:2-3.

[2] 杜耀惟. 天线罩电信设计方法 [M]. 北京:国防工业出版社, 1993: 85-86. DU Yaowei. The Design Method of Telecom Radome [M]. Beijing: National Defence Industry Press, 1993: 85-86.

[3] 杨洁颖, 吕毅, 张春波, 等.飞行器用透波材料及天线罩技术研究进展 [J]. 宇航材料工艺， 2015 (4): 6-9. YANG Jieying, LÜ Yi, ZHANG Chunbo, et al. Improvements of microwave transparent composites and aircraft radome [J]. Aerospace Materials & Technolo-gy, 2015(4): 6-9.

[4] 柳敏静, 郭东明, 康仁科, 等.天线-罩系统电气性能分析[J]. 大连理工大学学报, 2005, 45(1): 39-44. LIU Minjing, GUO Dongming, KANG Renke, et al. Analytical method of electrical performance of antenna-radome system [J]. Journal of Dalian University of Technology, 2005, 45(1): 39-44.

[5] 庄南征, 闭业波, 张啸天. 雷达天线罩电性能设计和结构设计分析 [J]. 玻璃钢/复合材料, 2010(S): 1-6. ZHUANG Nanzheng, BI Yebo, ZHANG Xiaotian. Analysis on the electrical properties and structure design of radome [J]. Fiber Reinforced Plastics/Composites, 2010(S): 1-6.

[6] 韩桂芳, 陈照峰, 张立同,等. 耐高温透波材料及其性能研究进展 [J]. 宇航材料工艺, 2008(3): 57-62. HAN Guifang, CHEN Zhaofeng, ZHANG Litong, et al. High-temperature resistant microwave-transmitting materials and their properties [J]. Aerospace Materials & Technology, 2008(3):57-62.

[7] KOZAKOFF D J. Analysis of Radome-enclosed Antennas [M]. Artech House, 2010: 3-6.

[8] 宋阳曦. 二维石英纤维织物增强宽频透波陶瓷基复合材料的制备及性能研究 [D]. 湖南: 国防科学技术大学, 2010: 1-2. SONG Yangxi. Preparation and properties for broadband wave-transparent two dimensional silica fiber reinforced ceramic matrix composites [D]. Hunan: National University of Defense Technology, 2010: 1-2.

[9] 李瑞, 张淑琴. 导引头天线罩瞄准误差斜率的简化计算方法 [J]. 中国高新技术企业, 2012(3): 15-16. LI Rui, ZHANG Shuqin. A simplified calculation method for the slope of the error of the seeker antenna cover [J]. China High-Tech Enterprises, 2012(3): 15-16.

[10] 韦生文. A 型夹芯复合材料在地面雷达天线罩中的应用 [J]. 纤维复合材料, 2005, 6(2): 19-21. WEI Shengwen. Application of laminated compound material type A in ground-based antenna radome [J]. Fiber Composites, 2005, 6(2): 19-21.

[11] 王超, 顾叶青, 王晨.雷达天线罩结构设计方法的研究进展与展望 [J]. 电子机械工程, 2015, 31(6): 1-5. WANG Chao，GU Yeqing，WANG Chen. Review and prospect of design methods of antenna radome struc-ture [J]. Electro-Mechanical Engineering, 2015, 31(6): 1-5.

[12] 薛彦. 机载雷达天线罩的设计与制作 [J]. 硅谷. 2012(3): 71. XUE Yan. Design and manufacture of Airborne Radome [J]. Silicon Valley, 2012(3): 71.

[13] 吴秉横, 顾昊, 冯红全, 等.一种新型双频天线罩设计[J]. 上海航天, 2015, 32(1): 45-47. WU Bingheng, GU Hao, FENG Hongquan, et al. Design of a novel dual-frequency radome [J]. Aerospace Shanghai, 2015, 32(1): 45-47.

[14] CRUM Susan. Wireless devices set new criteria for high frequency materials [J]. Electronic Packaging and Production, 1999, 39(4): 32-34.

[15] 张大海, 黎义, 高文, 等. 高温天线罩材料研究进展[J]. 宇航材料工艺, 2001, 31(6):1-3. ZHANG Dahai, LI Yi, GAO Wen, et al. Development and application of high temperature radome materials [J]. Aerospace Materials & Technology, 2001, 31(6):1-3.

[16] 卞荫贵, 徐立功. 气动热力学 [M]. 2版. 合肥:中国科学技术大学出版社, 2011:80-81. BIAN Yingui, XU Ligong. Aerodynamic Thermodynamics [M]. 2nd ed. Hefei: Press of University of Science and Technology of China, 2011: 80-81.

[17] 代丽红, 白飞明, 张怀武, 等. 智能雷达天线罩的研究发展 [J]. 电子科技, 2012, 25(2): 112-115. DAI Lihong, BAI Feiming, ZHANG Huaiwu, et al. Latest progress of the radome [J]. Electronic Science and Technology, 2012, 25(2): 112-115.

[18] 魏宏, 王庆霞, 杨建国, 等. 天线罩测量与修磨中位置安装误差分析与控制[J]. 机械设计与制造, 2012(3): 155-157. WEI Hong, WANG Qingxia, YANG Jianguo, et al. The installation errors research on measuring and grinding process for missile radome [J]. Machinery Design & Manufacture, 2012(3): 155-157.

[19] 郝元恺, 肖加余. 高性能复合材料学[M]. 北京:化学工业出版社, 2004: 121-122. HAO Yuankai, XIAO Jiayu. High Performance Composite Materials [M]. Beijing: Chemical Industry Press, 2004: 121-122.

[20] 杨薇薇, 杨红娜, 吴晓青. 天线罩材料研究进展[J]. 现代技术陶瓷, 2013, 43(1): 3-8. YANG Weiwei, YANG Hongna, WU Xiaoqing. Research progress of radome material [J]. Advanced Ceramics, 2013, 43(1): 3-8.

[21] 张煌东, 苏勋家, 侯根良. 高温透波材料研究现状和展望[J]. 飞航导弹, 2006(3): 56-58. ZHANG Huangdong, SU Xunjia, HOU Genliang. Present situation and prospect of high temperature wave absorbing materials [J]. Winged Missiles Journal, 2006(3): 56-58.

[23] 王琳. 导弹复合材料头罩设计与结构强度研究 [D]. 湖南：国防科学技术大学, 2012: 5-6. WANG Lin. A research on design and structure strength of missile composite nose fairing [D]. Hunan: National University of Defense Technology, 2012: 5-6.

[24] 李斌. 氮化物陶瓷基耐烧蚀、透波复合材料及其天线罩的制备与性能研究 [D]. 湖南：国防科学技术大学, 2007: 7-8. LI Bin. Preparation and performance of ablation resistant, wave-transparent nitride ceramic matrix composites and radome [D]. Hunan: National University of Defense Technology, 2007: 7-8.

[25] 高冬云, 王树海, 潘伟, 等. 高速导弹天线罩用无机透波材料 [J]. 现代技术陶瓷, 2005(4): 33-36. GAO Dongyun, WANG Shuhai, PAN Wei, et al. Wave-transmitting inorganic material for high velocity missile radome [J]. Advanced Ceramics, 2005(4): 33-36.

[26] SIMPSON F H, VERZEMNIEKS J. Controlled density silicon nitride material [C]//Proceedings of the 16th symposium on electromagnetic windows. Atlanta, GA: [s.n.], 1982.

[27] 邹强. 天线罩用氮化硅陶瓷材料烧结工艺的研究 [D].天津: 天津大学, 2004: 19-20. ZOU Qiang. Study on sintering of Si3N4ceramic material for radome application [D]. Tianjin: Tianjin University, 2004: 19-20.

[28] 张伟儒, 王重海, 刘建, 等. 高性能透波Si3N4-BN基陶瓷复合材料的研究 [J]. 硅酸盐通报, 2003, 22(3): 3-6. ZHANG Weiru, WANG Chonghai, LIU Jian, et al. Study on high properties and microwave-transmitting Si3N4-BN based ceramic composites [J]. Bulletin of the Chinese Ceramic Society, 2003, 22(3): 3-6.

[29] MARTIN Y H, PALO A C. Low dielectric loss silicon nitride based material: US Pat, 4654315[P]. 1987-01-01.

[30] 沈强, 陈斐, 闫法强, 等. 新型高温陶瓷天线罩材料的研究进展 [J]. 材料导报, 2006, 20(9):1-4. SHEN Qiang, CHEN Fei, YAN Faqiang, et al. Progress on new type high temperature ceramic missiles radome materials[J]. Materials Review, 2006, 20(9): 1-4.

[31] 沈观林, 胡更开. 复合材料力学 [M]. 北京:清华大学出版社, 2006:9-8. SHEN Guanlin, HU Gengkai. Mechanics of Composite Materials [M]. Beijing: Tsinghua University Press, 2006: 9-8.

[32] 宋麦丽,崔红,王涛, 等.天线罩透波材料研究 [J].功能材料, 2004, 35(z1): 925-928. SONG Maili, CUI Hong, WANG Tao, et al. Study on radome & antenna materials [J]. Journal of Functional Materials, 2004, 35(z1): 925-928.

[33] 乔玉. 复合材料天线罩优化设计 [D].南京:南京航空航天大学, 2013:5-6. QIAO Yu. Optimal Design of composite radome [D]. Nanjing: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 2013: 5-6.

[34] 谢菲, 夏洪山. 石英纤维复合材料作为高频透波雷达天线罩的研究[J]. 四川兵工学报, 2015, 36(3): 147-150. XIE Fei, XIA Hongshan. Study of quartz fiber reinforced composite as high frequency radome [J]. Journal of Sichuan Ordnance, 2015, 36(3): 147-150.

[35] 李斌, 张长瑞, 曹峰, 等. 高超音速导弹天线罩设计与制备中的关键问题分析 [J]. 科技导报, 2006, 24(8): 28-30. LI Bin, ZHANG Changrui, CAO Feng, et al. Key issues in designing and preparing hypersonic missile radomes [J]. Science & Technology Review, 2006, 24(8): 28-30.

[36] 张恒庆. 超高音速导弹天线罩电性能评价 [J]. 制导与引信, 2005, 26(1): 37-42. ZHANG Hengqing. The electric property assessment of supersonic missile radome [J].Guidance and Fuze, 2005, 26(1): 37-42.

[37] 张明习, 樊康, 何小祥. 低插损多频段天线罩壁电性能[J]. 南京航空航天大学学报, 2014, 46(6): 851-855. ZHANG Mingxi, FAN Kang, HE Xiaoxiang. Low insertion loss and multiband radome Walls [J]. Journal of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, 2014, 46(6): 851-855.

[38] 刘含洋, 赵伟栋, 潘玲英, 等. 结构、耐热、透波功一体化石英/聚酰亚胺研究能 [J]. 航空材料学报, 2015, 35(4): 34-38. LIU Hanyang, ZHAO Weidong, PAN Lingying, et al. Study on structure, heat resistence property and electromagnetic property of quartz fiber reinforced polyimide composite[J]. Journal of Aeronautical Materials, 2015, 35(4): 34-38.

Research progress in radome material

PEI Xiaoyuan1,2,3,4， CHEN Li1,2， LI Jialu1,2， DING Gang5,6， WU Ning1,2

(1.InstituteofComposites,TianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300387,China; 2.KeyLaboratoryofAdvancedTextileCompositesMaterials,MinistryofEducation,TianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300387,China; 3.SchoolofMaterialScienceandEngineering,TianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300387,China; 4.StateKeyLaboratoryofSeparationMembranesandMembraneProcesses,TianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300387,China; 5.SchoolofTextilesTianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300387,China; 6.DepartmentoftheManagementandConstructionofTeachingResources,TianjinRadio&TVUniversity,Tianjin300191,China)

The radome must ensure the antenna and the radar work normally in serious external environments. It plays an important part in the flight of the missile. It must withstand the aero dynamical loads and meet the electric and aero dynamical requirement as well. This paper summarizes the development of the radome at home and abroad. The part problem of the radome in design and manufacture was discussed and analyzed. The design and material selection principles of the radome were introduced. The advantages and disadvantages of existing common material systems are analyzed, and the research progress of the radome material system has been summarized. The present paper introduces main material systems of resin based fiber reinforced radome and high temperature ceramic radome, reviews the characteristics of different ceramic radome materials and investigates the progress. Finally, the further research directions of radome materials were prospected.

radome; dielectric property; composite material; performance evaluation

10.13475/j.fzxb.20151102007

2015-11-06

2016-04-04

国家自然科学基金青年科学基金项目(51403153)；中国博士后科学基金项目(2016M59139)

裴晓园(1983—)，女，博士。研究方向为三维纺织复合材料的结构和力学性能。E-mail：woshipeixiaoyuan@126.com。

TB 324； TQ 323； TS 03

A