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天线罩结构的基础知识

重要注意事项：天线罩的开发和构建都很复杂。文中提及的数据仅是近似值。这些信息只

能作为对该主题的初步了解，并不能替代必要的评估和测试。

雷达传感器由前端(RFE)（具有天线结构的微波部件）和用于信号处理的元器件组成。前

端是雷达的实际核心，因为它是天线发射和接收电磁信号的部位。为了解读收集到的信息，

前端会将其转发给信号处理单元（图1）。

为了保护雷达天线和电子元器件，传感器通常封闭在外壳中。这样可以保护RFE，避免外

部影响造成损坏或降低性能。由于具有穿透材料的能力，雷达往往还因为外形美观而受到

青睐。这一方面尤其令产品设计师欣赏。

当谈到天线结构的这种保护壳时，雷达技术人员指的就是天线罩“”(radome)。这个词是

（雷达）和（雷达）和（圆顶）两个词的组合。与iSYS-6003上的一样，圆顶形罩主

要用于固定安装的大型雷达系统，例如飞机或船舶的雷达。

然而，工业或商业应用中采用的传感器和系统还需要防止机械或化学影响，以免损害天线

功能。这些都是为了适用于天线，符合雷达波的特性。

此外，在设计天线罩时，使用正确的材料也至关重要。如果电磁波传播过程中遇到物体或

人体，那么该物质的特性会影响传播。为了找到适用于天线罩的材料，务必要考虑它们遇

到雷达波后的影响。

表1概述了各种材料对微波的吸收和反射特性，以及微波对这些材料的穿透力。

雷达波必须能够穿透天线罩。金属会对雷达传感器造成屏蔽。由于具有高反射特性，因此

金属不适合放在天线前方。木镶板（通常有一定的残留湿度）也不适合，因为电磁波对它

的穿透力有限。

聚苯乙烯等泡沫非常适合用作覆盖材料，甚至可以不经加工就直接包裹在天线上。但是，

由于较低的稳定性和对化学物质的敏感性，在选择材料时，泡沫往往会落选。

因此，塑料是生产防护罩或外壳最常见的替代材料。但是，在设计天线罩时，设计人员必

须考虑塑料的特性。这种材料越厚、越靠近天线，电磁波穿透得越少。

在使用黑色塑料的情况下，测量时可能会出现损耗，因为这种塑料通常含有碳。此外，无

法排走的积水也会对前端的信息采集造成不利影响。塑料天线罩的后续处理，例如涂漆，

也会对雷达天线的数据采集产生负面影响。

天线罩的尺寸和位置

在构建天线罩时，不仅是天线罩的材料选择，精准固定及其形状也非常重要。为了不限制

其功能，必须考虑以下方面：

天线罩底面与天线之间的距离

天线罩材料的厚度

天线罩的形状（尽可能均匀）

这些因素决定了大部分的雷达波会被所构建的天线罩反射还是吸收。

适当的距离

天线罩各处到天线的距离均匀性极为重要。即使是细微的偏差，例如保护罩底部有一个小

缺口，也会改变电磁波的传播。出于这个原因，倾斜的天线罩也会产生不利影响，因为它

们可能会影响正常反射。圆端、凸耳、加强件或材料中的凹槽同样如此（图2）。

为了确定正确、均匀的距离，以下条件适用：

如果到天线罩的距离恰好是波长的一半（或其倍数），则波的传播只会受到轻微干扰。

这意味着天线表面（波中心）必须平行于天线罩放置，且距离为?/2（或其倍数）。

在中心频率为24.125GHz（波长的一半约为6.2mm）时，最佳距离约为6.2mm。

适当的材料厚度

在这方面，可采用确定适当距离的相同原则：为使波的传播干扰最小化，天线罩应置于波

长的一半处。同样，也必须根据波长的一半选择适当的天线罩材料厚度。

不过，还必须考虑天线罩材质改变波的方式（通过穿透材料）。这种改变对应于所用材料

的电导率（介电函数澹崾共ǔに醵?√(錼)倍。

例如，对于塑料，该介电常数介于3到4之间，但是实际上它变化很大。为了取得近似

值，可以使用平均值1.5进行计算。然后，可以使用公式?/2√(錼)计算材料的厚度。

使用这些初始值得出的厚度为4mm。

要构建天线罩，必须对所用材料的成分和电磁波的传播有深入的了解。本文所提供的信息

仅作为指导，旨在强调构建天线罩时绝对有必要考虑的事项。