玻璃钢作为雷达罩用材料的应用发展

所属分类：新产品新技术   作者：中国玻璃纤维与绝热材料网

    地对空情报雷达由于大多架设于高山、海岸或海岛，工作环境十分恶劣。无法抵御大风、雷电以及盐雾湿气的侵蚀。采用玻璃钢材料制成的天线罩可防止以上的影响情况，使得雷达天线可以全天候工作，避免了一切环境因素造成的故障，可使寿命处长一倍以上。

    材料是雷达天线罩研制的重要基础。介质材料应满足介电性能、力学性能、耐环境性能、工艺姓良好并适用于工业化生产材料的介电性能与雷达天线罩的电性能密切相关。材料损耗角正切（tg ）大，则空气与介质罩壁之间的界面反射就大，从而降低了电磁渡的传输。因此，雷达天线罩需要低介电常数、低损耗角正切，同时又有好的力学性能、耐环境性能、工艺性的介质材料。目前，雷达罩材料较多采用的是环氧树脂和E玻璃纤维。随着对雷达天线罩性能要求的不断提高，D玻璃纤维、石英玻璃纤维等增强材料及改性双马来酰亚胺树脂、DAIP树脂、氰酸酯树脂等具有更好介质性能的材料也投入了使用。

    1．树脂体系

    现在地面雷达罩用树脂有聚酯和环氧，用于湿法手糊成型工艺。为适应高性能雷达罩的要求，也己研究出一些高性能的树脂基体。改性环氧树脂基体5251，适合RTM工艺，使用温度-55～153℃。该材料已在机载天线罩应用多年。改性环氧树脂基体5258蒙皮材料，使用温度-55～153℃。该材料己在某机载天线罩上应用。双马来酰亚胺树脂体系4501A及4501B分别做机载天线罩蒙皮及RTM实芯壁树脂。使用温度－55、150t，电性能优良。它已用于机载PD雷达天线罩及微带天线等。

适用RTM工艺的双马树脂6421，其工艺控制困难，成型压力较高，后处理温度高且时间长。目前正在改进中。氰酸酯树脂是天线罩及其它透波用途理想材料，氰酸酯树脂国内也开始在实验室内研制和小批量生产。该树脂适用RTM工艺，也适于做预浸料蒙皮，耐温15℃。美国及其它国家已有商品。如：氰酸酯5575－2/玻璃纤维和石英纤维预浸料系列。它们与METLBOND2555胶膜及X6555人工介质做成的准实芯壁天线罩在X（8~12GHz）、K"（26.5~40GHz）和W（75~100GHz）时，及tg 值变化很小，比典型环氧和双马树脂 值低10~15％，tg 值低3倍，同时 及tg 值随频率（8~100GHz）及温度（23~232℃）变化很小。这对高性能天线罩电性能稳定性是很重要的，是毫米波天线罩的理想材料。

2．玻璃纤维增强材料

    适合作天线罩的增强材料种类较多，选用什么洋的增强材料应根据雷达罩的性能要求、原材料的成本和货源保证等方面的综合情况来确定。高性能的天线罩增强材料，一般使用增强型处理剂，使用方便，强度高，耐候性好。

    玻璃纤维是应用较为广泛的增强材料，有E、D、R、S等类。玻璃纤维的品种还有空心S－2纤维，其密度为1.8g/cm3制成的复合材料拉伸强度为1.5GPa。还有一种低介电D－玻璃纤维，是一种硅硼纤维（72~75％的Si02，23％的B2O3），主要用于制造雷达罩。目的是改善电性能和减少电气厚度以降低实心罩的重量。石英纤维作为雷达罩材料在航天飞帆、隐身飞机及导弹上己应用了数十年，但由于其价格昂贵，一直很少应用于民用产品。石英纤维电性能优异，热膨胀系数为零，硬度高，用它代替以往的玻璃纤维，可以获得高性能的雷达罩。这种雷达罩的探测范围可以增大到224km，寿命更长，维修性能更好，同时可获得较明显的重量减轻效果。与相同的E－玻璃雷达罩相比，它可减重6~20％.