玻璃鋼作為雷達罩用材料的應用發展

所屬分類：新產品新技術   作者：中國玻璃纖維與絕熱材料網

    地對空情報雷達由于大多架設于高山、海岸或海島，工作環境十分惡劣。無法抵御大風、雷電以及鹽霧濕氣的侵蝕。采用玻璃鋼材料制成的天線罩可防止以上的影響情況，使得雷達天線可以全天候工作，避免了一切環境因素造成的故障，可使壽命處長一倍以上。

    材料是雷達天線罩研制的重要基礎。介質材料應滿足介電性能、力學性能、耐環境性能、工藝姓良好并適用于工業化生產材料的介電性能與雷達天線罩的電性能密切相關。材料損耗角正切（tg ）大，則空氣與介質罩壁之間的界面反射就大，從而降低了電磁渡的傳輸。因此，雷達天線罩需要低介電常數、低損耗角正切，同時又有好的力學性能、耐環境性能、工藝性的介質材料。目前，雷達罩材料較多采用的是環氧樹脂和E玻璃纖維。隨著對雷達天線罩性能要求的不斷提高，D玻璃纖維、石英玻璃纖維等增強材料及改性雙馬來酰亞胺樹脂、DAIP樹脂、氰酸酯樹脂等具有更好介質性能的材料也投入了使用。

    1．樹脂體系

    現在地面雷達罩用樹脂有聚酯和環氧，用于濕法手糊成型工藝。為適應高性能雷達罩的要求，也己研究出一些高性能的樹脂基體。改性環氧樹脂基體5251，適合RTM工藝，使用溫度-55～153℃。該材料已在機載天線罩應用多年。改性環氧樹脂基體5258蒙皮材料，使用溫度-55～153℃。該材料己在某機載天線罩上應用。雙馬來酰亞胺樹脂體系4501A及4501B分別做機載天線罩蒙皮及RTM實芯壁樹脂。使用溫度－55、150t，電性能優良。它已用于機載PD雷達天線罩及微帶天線等。

適用RTM工藝的雙馬樹脂6421，其工藝控制困難，成型壓力較高，后處理溫度高且時間長。目前正在改進中。氰酸酯樹脂是天線罩及其它透波用途理想材料，氰酸酯樹脂國內也開始在實驗室內研制和小批量生產。該樹脂適用RTM工藝，也適于做預浸料蒙皮，耐溫15℃。美國及其它國家已有商品。如：氰酸酯5575－2/玻璃纖維和石英纖維預浸料系列。它們與METLBOND2555膠膜及X6555人工介質做成的準實芯壁天線罩在X（8~12GHz）、K"（26.5~40GHz）和W（75~100GHz）時，及tg 值變化很小，比典型環氧和雙馬樹脂 值低10~15％，tg 值低3倍，同時 及tg 值隨頻率（8~100GHz）及溫度（23~232℃）變化很小。這對高性能天線罩電性能穩定性是很重要的，是毫米波天線罩的理想材料。

2．玻璃纖維增強材料

    適合作天線罩的增強材料種類較多，選用什么洋的增強材料應根據雷達罩的性能要求、原材料的成本和貨源保證等方面的綜合情況來確定。高性能的天線罩增強材料，一般使用增強型處理劑，使用方便，強度高，耐候性好。

    玻璃纖維是應用較為廣泛的增強材料，有E、D、R、S等類。玻璃纖維的品種還有空心S－2纖維，其密度為1.8g/cm3制成的復合材料拉伸強度為1.5GPa。還有一種低介電D－玻璃纖維，是一種硅硼纖維（72~75％的Si02，23％的B2O3），主要用于制造雷達罩。目的是改善電性能和減少電氣厚度以降低實心罩的重量。石英纖維作為雷達罩材料在航天飛帆、隱身飛機及導彈上己應用了數十年，但由于其價格昂貴，一直很少應用于民用產品。石英纖維電性能優異，熱膨脹系數為零，硬度高，用它代替以往的玻璃纖維，可以獲得高性能的雷達罩。這種雷達罩的探測范圍可以增大到224km，壽命更長，維修性能更好，同時可獲得較明顯的重量減輕效果。與相同的E－玻璃雷達罩相比，它可減重6~20％.