第10章_复合材料的高频介电性能能与雷达罩.ppt

　　　介电常数 在学术文献中的解释 　　1．介电常数是指物质保持电荷的能力，损耗因数是指由于物质的分散程度使能量损失的大小.理想的物质的两项参数值较小 2.其介质常数具有复数形式，实数部分称为介电常数，虚数部分称为损耗因子.通常用损耗正切值(损耗因子与介电常数之比)来表示材料与微波的耦合能力，损耗正切值越大，材料与微波的耦合能力就越强 　　3．介电常数是指在同一电容器中用某一物质为电介质与该物质在真空中的电容的比值.在高频线路中信号传播速度的公式如下：V=K 机载雷达的功能 是通过其天线辐射出一定频率的电磁波， 利用电磁波传播过程的特性， 达到探索目标、测距、定位以及控制武器攻击目标等目的。 影响复合材料高频介电性能的因素 玻璃钢的组成、结构对其高频介电性能的影响 (内因） 外界条件对玻璃钢高频性能的影响(外因） 1 玻璃钢的组成、结构对其高频介电性能的影响 (内因） 在高频电场条件下，为减少介质的功率损耗，应选择ε、tanδ较小的介质材料。 1） 温度对玻璃钢高频介电性能的影响 * * 第9章 复合材料的高频介电性能 与雷达罩 9.1 复合材料的高频介电性能 复合材料的一项重要用途，是用来制造雷达整流罩及各种微波天线保护罩。这些罩子质量优劣，很大程度上取决于复合材料的高频介电性能。 复合材料 低频绝缘 高频透波 金属材料 高频绝缘 低频导电 介电性能 介电性能 材料在电场中表现出来的导电行为及其内部 发生的一些物理现象，如介质的极化、电流 的穿透等问题，总称为材料的介电性能。 材料在低频电场条件下的电行为属于材料的低频介电性能，在高频电场下的电行为属材料的高频介电性能。 对用于雷达罩及各种微波天线保护罩的复合材料（除CFRP），因它工作在雷达天线辐射出来的高频电（磁）场条件下，作用是用来保护雷达天线的，所以主要研究它的高频介电性能。 9.2 电磁波通过雷达罩时的物理现象及其对雷达工作的影响 雷达天线辐射出来的电磁波束射向雷达罩时，会产生反射、折射和透过现象；用作雷达罩的材料在电磁波作用下产生“极化”现象和损耗（吸收）电磁波能量的现象。 电磁波的反射和能量损耗对雷达工作性能的影响最大。 1） 减少了雷达的最大测距 电磁波能量越高，传播距离越大，对雷达而言就是其最大测距增大。雷达罩反射了部分电磁波的能量，因而雷达的最大测距比无罩时减小。 Dmax-雷达的最大测距，米; Pf-雷达发射出电磁波的最大功率值，瓦 Pj-雷达接受机可鉴别的目标物最小功率反射值，瓦 A-雷达接收机天线的有效面积，米2, σ-目标物的有效反射面积，米2 Λ-所发射电磁波的波长，米 9.2.1 雷达罩反射电磁波对雷达工作的影响 2）使雷达“无线方向性图”产生畸变 雷达天线向其周围发射的电磁波能量分布的不同规律性，可用截面图形表示出来，称为天线的方向性图。 对入射电磁波的反射会造成电磁波能量的分布或最大能量发射方向发生变化，即天线方向性图畸变。 瓣状天线方向性图 平方余割天线方向性图 罩壁材料的选择，是影响反射的首要因素。 罩壁材料的介质损耗越小，对电磁波吸收越少。罩壁材料中的基体材料品种、用量、固化程度及均匀性是影响雷达罩对电磁波吸收的主要因素。 对各种结构的雷达罩都存在某一理想的厚度，称“最佳厚度”，使罩壁前后表面反射的电磁波叠加后，减至最小，以降低反射对雷达性能的影响。 9.2.2 影响雷达罩反射电磁波的因素 1）雷达罩材料 2）壁厚 对复合材料雷达罩，基体材料是影响雷达罩高频介电性的主要因素，基体材料的固化反应程度，以及基体材料的含量及其均匀性，是影响雷达罩反射的重要因素。所以工艺条件的控制、含胶量以及结构均匀性，是影响雷达反射的重要因素。 雷达罩电气类别的选择，罩壁上是否含有夹杂物，特别是罩壁上是否有覆冰等，也会影响到雷达罩的反射性能。 3） 制造工艺质量 1）减少探测距离 2）影响雷达工作 雷达罩对电磁波的吸收将损耗电磁波的能量，致使雷达的有效作用距离减小。 9.2.3 吸收电磁波对雷达性能的影响 罩壁材料的介质损耗越小，对电磁波吸收越少。罩壁材料中的基体材料品种、用量、固化程度及均匀性是影响雷达罩对电磁波吸收的主要因素。 罩壁越薄，电磁波透过罩壁的行程越短，被吸收的能量越少，因而功率透过系数将越大。 但罩壁厚度不能无限制的减薄，首先要考虑其强度、刚度是否满足要求，还要考虑满足反射的要求，保持最佳厚度。 9.2.4 影响雷达罩吸收电磁波的因素 1）雷达罩材料 2）壁厚 9.3 雷达罩分类与结构 按其外形 锥形 柱形 椭圆— 半球形 雷达罩的类别可根据其结构、形状、所用材料以及电气类别来分类。