1、雷達天線(xiàn)罩作用及性能要求
隨著(zhù)雷達大量應用于陸、海、空三軍及民航、氣象等領(lǐng)域，雷達天線(xiàn)罩的應用也日益廣泛。天線(xiàn)罩是雷達的重要組成部分，被稱(chēng)為雷達系統的“電磁窗口”。它在雷達天線(xiàn)的周?chē)纬梢粋€(gè)封閉的空間，以保護雷達天線(xiàn)系統免受風(fēng)、沙、雨、雪、雹的侵襲，緩解氣溫驟變、太陽(yáng)輻射、潮濕、鹽霧等環(huán)境條件對天線(xiàn)系統的影響。隨著(zhù)雷達工作體制的改進(jìn)，以及參數捷變、米波、毫米波、擴譜和調頻等新型雷達技術(shù)的廣泛應用，寬頻響應已成為雷達天線(xiàn)系統重要特征，從而對雷達天線(xiàn)罩的透波特性提出了越來(lái)越高的要求。
對飛機機載、導彈彈載雷達等飛行器雷達系統而言，雷達天線(xiàn)罩除了用來(lái)保護雷達天線(xiàn)或整個(gè)微波系統在惡劣環(huán)境下能夠正常工作之外，還是一個(gè)氣動(dòng)/結構/透波功能一體化部件。典型的飛行器雷達天線(xiàn)罩位于機頭前部。如果把雷達比作飛機的眼睛，雷達天線(xiàn)罩是飛機“眼睛”的防護鏡。相比地面、艦載、車(chē)載等靜止或低速移動(dòng)雷達系統而言，飛行器雷達天線(xiàn)罩還需滿(mǎn)足高速飛行中氣動(dòng)力、氣動(dòng)熱帶來(lái)的力學(xué)、熱學(xué)性能要求，因此飛行器雷達天線(xiàn)罩的技術(shù)要求更高。
2、國內外雷達天線(xiàn)罩技術(shù)發(fā)展歷史
雷達天線(xiàn)罩技術(shù)不是一門(mén)獨立的專(zhuān)業(yè)技術(shù)，是一門(mén)跨專(zhuān)業(yè)跨學(xué)科的綜合技術(shù)。它的設計和制造涉及空氣動(dòng)力學(xué)、機械結構、強度計算、熱力學(xué)、天線(xiàn)與電磁場(chǎng)理論、材料學(xué)、工藝學(xué)、檢測技術(shù)、測量技術(shù)、表面保護等專(zhuān)業(yè)。由于其對武器裝備發(fā)展的重要作用，世界各工業(yè)發(fā)達國家，特別是各軍事大國都給予了不動(dòng)聲色的關(guān)注。
我國對于電磁窗技術(shù)的研究起步較晚，從20世紀80年代才逐漸開(kāi)始重視電磁窗技術(shù)。隨著(zhù)我國航空工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，特別是近30年來(lái)，我國的機載雷達天線(xiàn)罩研制水平得到了快速發(fā)展。目前，我國已基本具備了研制各種類(lèi)型先進(jìn)雷達天線(xiàn)罩制件的條件，并成功研制了幾乎包括世界上現有的各種結構形式雷達天線(xiàn)罩，如實(shí)芯半波壁結構、準半波壁結構、蜂窩夾層結構、泡沫夾層結構、FSS（帶通式）結構、電抗加載結構等。其中最能代表技術(shù)進(jìn)步水平的是90年代初期，中航工業(yè)集團濟南特種結構研究所（637所）研制的變壁厚、準半波壁、人工介質(zhì)夾層結構飛機雷達罩，使我國成為繼美國、德國之后第三個(gè)把人工介質(zhì)成功應用于飛機雷達罩的國家。
3、雷達天線(xiàn)罩材料
雷達天線(xiàn)罩選材的依據是高強度、高模量、耐候性好、介電性能好等，其中最主要的是介電性能，具體包括介電常數（ε）和損耗角正切（tanδ）。其中tanδ越大，電磁波能量在穿透天線(xiàn)罩過(guò)程中轉化為熱量而損耗的能量就越多；ε越大，電磁波在空氣與天線(xiàn)罩壁分界面上的反射就越大，從而導致鏡像波瓣電平增加和傳輸效率降低。因此，要求雷達天線(xiàn)罩罩體材料的tanδ低至接近于零，ε盡可能低，以達到“最大傳輸”和“最小反射”的目的。
玻璃纖維增強樹(shù)脂基復合材料是一類(lèi)集結構、防熱、透波于一體的功能復合材料，具有優(yōu)良的電性能，介電常數ε和介電損耗tanδ都很小，同時(shí)具有足夠的力學(xué)強度和適當的彈性模量，是實(shí)際應用最廣的天線(xiàn)罩材料。
3.1 雷達天線(xiàn)罩增強纖維
增強纖維為纖維增強樹(shù)脂基復合材料的主要承力者，在復合材料中有較高體積含量。其介電常數一般高于樹(shù)脂基體，因此是決定復合材料力學(xué)性能和介電性能的主要因素。
目前，雷達天線(xiàn)罩纖維增強樹(shù)脂基復合材料的增強材料主要有玻璃纖維、石英纖維、芳綸纖維和聚乙烯纖維等。
玻璃纖維具有高強度、優(yōu)良的介電性能、耐腐蝕、吸濕性小以及尺寸穩定等優(yōu)點(diǎn)，是天線(xiàn)罩最常用的增強材料，包括E玻璃纖維，S玻璃纖維、D玻璃纖維、高硅氧玻璃纖維等。E玻璃纖維是一種無(wú)堿玻璃，是最早用于天線(xiàn)罩的增強材料，價(jià)格最低，但其電性能較差；S玻璃纖維是一種高強度玻璃纖維，力學(xué)性能是玻璃纖維中最好的，介電性能中等；D玻璃纖維又稱(chēng)低介電玻璃纖維，是國外專(zhuān)門(mén)為天線(xiàn)罩研制的一種玻璃纖維，ε和tanδ僅次于石英纖維和高硅氧玻璃纖維，但拉伸強度和模量較其他纖維低。高硅氧玻璃纖維以E玻璃纖維為基體，其SiO2含量可達91%~99%，性能介于E玻璃纖維和石英纖維之間。
石英纖維是指SiO2含量達到99.9%以上，絲徑在1-15μm的特種玻璃纖維。石英纖維的介電性能是所有玻璃纖維中最好的，并且能夠在較寬的頻帶范圍內保持基本不變，因此可以實(shí)現天線(xiàn)罩的寬頻透波性。但其價(jià)格昂貴，是E玻璃纖維的30~40倍。
芳綸纖維（Kevlar）是一種比較常見(jiàn)的有機纖維，具有高強度和高模量，密度在高性能纖維中最小，阻尼性能好，耐磨性能優(yōu)異，化學(xué)穩定性和熱穩定性好，具有較高的斷裂伸張率，優(yōu)異的抗沖擊性能、尺寸穩定性能和介電性能，但芳綸易吸濕，影響介電性能，表面光滑，具有很強的化學(xué)惰性，與樹(shù)脂基體的結合界面性能較差。
高模量聚乙烯纖維（Spectra1000）具有很高的比強度和比模量，優(yōu)異的抗沖擊和阻尼性能，并且在各種頻率下均表現出優(yōu)異的介電性能（ε≤3.0，tanδ=10-4），耐熱性能差（熔點(diǎn)在144~152℃），強度和模量隨著(zhù)溫度的升高而下降，抗蠕變性能較差，表面光滑且有惰性，極大的限制了UHMWPE纖維在透波復合材料中的應用。
3.2 玻璃纖維基本概念
玻璃纖維是由玻璃礦石等加工而成，具有表面積大，比強度高，耐熱和物理化學(xué)穩定的特點(diǎn)，是一種優(yōu)良的功能材料和生態(tài)環(huán)境材料。玻璃纖維的主要成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化硼、氧化鎂、氧化鈉等。
3.2.1、玻璃纖維制造工藝
玻璃纖維生產(chǎn)工藝主要有兩種：坩堝拉絲法和池窯拉絲法。坩堝拉絲法先把玻璃原料高溫熔制成玻璃球，然后再將玻璃球二次熔化，高速拉絲制成玻璃纖維原絲。
池窯拉絲法則是國際上比較先進(jìn)的工藝，該工藝具有簡(jiǎn)單、節能、生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)。池窯拉絲工藝是原料經(jīng)過(guò)破碎粉碎、篩分成合格粉料、混合制成配合料，再將配合料投入單元熔窯中熔化成玻璃液，玻璃液由多排多孔鉑金樓板流出，形成纖維。
兩種工藝相互對比，坩堝拉絲工藝浪費能源，單機產(chǎn)量低，產(chǎn)品質(zhì)量差，生產(chǎn)成本高。而池窯拉絲法工藝簡(jiǎn)單，能耗相對較低，產(chǎn)品質(zhì)量較好，生產(chǎn)效率高且生產(chǎn)能力大。全世界90%以上產(chǎn)能已經(jīng)采用池窯拉絲法，未來(lái)比例將會(huì )更大。
玻璃纖維增強樹(shù)脂基復合材料是一種廣泛應用的雷達天線(xiàn)罩材料，其應用頻段主要在10GHz范圍內，對于高頻波段（10~20GHz），需要采用具有更好介電性能的石英纖維作為增強材料。以石英纖維布作為增強材料，以環(huán)氧樹(shù)脂為基體制造的復合材料在雷達天線(xiàn)罩中應用最為廣泛。
3.2.2、石英纖維
石英纖維是指SiO2含量達到99.9%以上，絲徑在1-15μm的特種玻璃纖維。它具有很高的耐熱性，能長(cháng)期在1050℃下使用，瞬間耐高溫達1700℃，耐溫性能僅次于碳纖維，同時(shí)具有卓越的電絕緣性和介電性能。石英纖維在實(shí)際中得到大量應用，如美國F-15戰斗機第一代、第二代鼻錐天線(xiàn)罩都采用了石英纖維增強氰酸酯樹(shù)脂復合材料作為夾層架構的蒙皮。國外第四代戰斗機如美國F-22雷達罩都選用了寬頻性能極佳的石英纖維。
石英纖維的生產(chǎn)非常依賴(lài)原材料的供應，通常是直接用高純度的石英棒送至高溫區熔化拉絲。一般在2000~2100℃下拉制。目前全球高純度的石英砂供應商中Unimin處于行業(yè)壟斷地位，國內材料產(chǎn)能也受其制約。
3.3 雷達天線(xiàn)罩樹(shù)脂基體
不飽和聚酯樹(shù)脂（UP）的電性能和工藝性能良好，而且價(jià)格便宜，是最早用于天線(xiàn)罩的樹(shù)脂基體之一，但因其力學(xué)性能較差，多使用于要求較低的地面雷達天線(xiàn)罩；酚醛樹(shù)脂（PF）是較早使用的天線(xiàn)罩材料，但其成型困難，不過(guò)改性后可用于一些對材料耐熱性要求高的場(chǎng)合；環(huán)氧樹(shù)脂（EP）具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐化學(xué)腐蝕性能和電性能，且固化收縮率低，是使用最廣泛的天線(xiàn)罩樹(shù)脂基體。
以上三種樹(shù)脂是傳統的天線(xiàn)罩樹(shù)脂基體材料，目前仍廣泛用于制備各種天線(xiàn)罩。近年來(lái)隨著(zhù)先進(jìn)雷達天線(xiàn)罩對全頻帶、低介電損耗、耐高溫、耐候性等性能要求的不斷提升，一些新型樹(shù)脂體系如有機硅樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂（PI）、氰酸酯樹(shù)脂（CE）、聚四氟乙烯樹(shù)脂（PTFE）等新型耐高溫樹(shù)脂也開(kāi)始應用于天線(xiàn)罩制造中。
有機硅樹(shù)脂突出的優(yōu)點(diǎn)是耐熱性和優(yōu)良的介電性能，在各種環(huán)境條件下介電性能都比較穩定；其缺點(diǎn)是機械強度較低，且需高壓成型。聚酰亞胺是近年來(lái)研究和報道較多的一種耐高溫樹(shù)脂，可以在300℃長(cháng)期使用，短期使用溫度達到540℃，具有優(yōu)異的介電性能，ε在3~4之間，tanδ<10-3，而且在較寬的溫度和頻率范圍內仍能保持較好水平，它的缺點(diǎn)是固化困難，常需要高溫高壓和復雜的升溫程序，反應生成的水或溶劑的存在將導致孔隙率較高，使樹(shù)脂潮解，電性能降低。
氰酸酯樹(shù)脂具有良好的力學(xué)性能、耐熱及耐濕熱性能，在很寬的溫度范圍（-160~220℃）和頻率范圍（104~1011Hz）內具有穩定且極低的ε（2.8~3.2）和tanδ（0.002~0.006），并且CE的介電性能具有明顯的寬帶特性，這種樹(shù)脂基體及其復合材料是未來(lái)透波復合材料的發(fā)展方向。
隨著(zhù)雷達天線(xiàn)罩工作頻率（X波段或以上）的升高，特別是隱身天線(xiàn)罩的需求，傳統的蒙皮透波材料（高強度玻璃纖維布增強環(huán)氧樹(shù)脂體系）已不能滿(mǎn)足高透過(guò)、低反射、耐高功率的要求，石英纖維布/氰酸酯體系應運而生，滿(mǎn)足了高性能天線(xiàn)罩的需求。
國外復合材料產(chǎn)品如BASF公司的石英纖維/氰酸酯復合材料天線(xiàn)罩，其綜合性能比傳統環(huán)氧樹(shù)脂天線(xiàn)罩介電損耗降低了75%，介電常數降低了10%，另外具有更低的吸水率，因此濕態(tài)介電性能更加優(yōu)異。根據《樹(shù)脂基復合材料在雷達天線(xiàn)罩領(lǐng)域應用及發(fā)展》，國內產(chǎn)品如航天材料及工藝研究所（703所）的QWB/701系列石英布/氰酸酯預浸料及復合材料耐180℃的高溫，介電性能優(yōu)異，已經(jīng)在某些型號上得到了應用。
表中列出了航天材料及工藝研究所生產(chǎn)的石英布或高強玻璃纖維布作為增強材料，氰酸酯或環(huán)氧樹(shù)脂作為樹(shù)脂基體，組合制備的四種復合材料的介電性能對比。
通過(guò)對比可以看出，增強材料和樹(shù)脂的選擇均對介電常數和損耗角正切有較大影響。氰酸酯樹(shù)脂基復合材料的損耗角正切均顯著(zhù)小于環(huán)氧樹(shù)脂基復合材料；石英纖維布增強復合材料介電常數均顯著(zhù)小于玻璃纖維布增強復合材料。石英纖維布/氰酸酯復合材料的介電性能與傳統玻璃纖維布/環(huán)氧復合材料相比，介電常數降低了24%，損耗角正切降低了78%。
3.4 雷達天線(xiàn)罩壁結構
雷達天線(xiàn)罩主要的壁結構有單層、A夾層、B夾層、C夾層和多夾層結構。天線(xiàn)罩之所以多采用夾層架構是因為夾層結構不僅有更好的強度保持性，而且有著(zhù)比薄壁結構更為優(yōu)異的透波性能。夾層結構可以利用兩表層之間電磁波的反射相互抵消作用來(lái)保證其良好的透波性。當電磁波由空氣進(jìn)入夾層時(shí)，在各介質(zhì)層產(chǎn)生反射，當芯層厚度最佳時(shí)，內、外蒙皮的反射波幅度相等、相位相反，相互抵消，從而降低了反射波對雷達性能的影響。
單層實(shí)心半波壁的特點(diǎn)是在高入射角和兩種極化情況下具有良好的電性能，主要缺點(diǎn)是頻帶窄、重量大，因而實(shí)心半波壁常用于戰斗機的機頭罩。A夾層的特點(diǎn)是重量輕，在低、中入射角情況下，電性能較好，但其重復性較差，常用于入射角不大的情況，如民用客機的機頭罩和艦載雷達罩。多夾層雷達罩比A夾層具有更寬的頻帶并且適應高入射角，但重復性較差和相位性能不佳是其主要缺點(diǎn)。
天線(xiàn)技術(shù)的不斷發(fā)展促進(jìn)了新的雷達罩壁結構的出現，主要有準半波壁結構、電抗加載雷達罩和頻率選擇表面（Frequency Selective Surface, FSS）。
為了利用實(shí)心壁結構的高入射角的優(yōu)點(diǎn)，克服重量大的缺點(diǎn)，人們提出了準半波壁結構。準半波壁從結構上看是三層夾層結構，從電氣上看是單層壁。其中間層（俗稱(chēng)“人工介質(zhì)”）的介電性能從理論上來(lái)說(shuō)和蒙皮層的介電性能相同。同時(shí)由于人工介質(zhì)的密度較低，使得準半波壁比實(shí)心半波壁在重量上減輕30%以上，取得了明顯的減重效果。
電抗加載雷達罩實(shí)現了現代空戰寬頻的要求，即通過(guò)電抗加載（將專(zhuān)門(mén)設計的金屬物加到常規壁結構上去），使天線(xiàn)罩在寬頻范圍內具有穩定的電性能。
頻率選擇表面技術(shù)很好的滿(mǎn)足了四代戰斗機的隱身性能要求。常規雷達天線(xiàn)是主要的雷達波反射源，采用頻率選擇表面（FSS）雷達罩是實(shí)現雷達天線(xiàn)隱身的一個(gè)較好的辦法。FSS雷達天線(xiàn)罩允許我方飛行器雷達在自己的頻帶內正常穿透，而將其他頻率的雷達波散射到各個(gè)方向，從而在保證自身雷達正常工作的同時(shí)實(shí)現對敵雷達的隱身。
3.5 雷達天線(xiàn)罩夾層材料
對于夾層結構天線(xiàn)罩，夾芯材料（簡(jiǎn)稱(chēng)芯材）的選擇對天線(xiàn)罩的性能有重要影響。天線(xiàn)罩用芯材主要有蜂窩芯材和泡沫芯材。
蜂窩材料主要有鋁蜂窩、NOMEX蜂窩和普通紙蜂窩等，但天線(xiàn)罩用蜂窩芯材主要是NOMEX蜂窩。NOMEX蜂窩芯材是由芳綸紙浸漬酚醛樹(shù)脂制成，其介電常數低、強度高，具有彈性，抗撕裂性及耐磨蝕性都很好，在航天航空結構、船舶制造等領(lǐng)域中已得到廣泛應用。國內使用的NOMEX蜂窩主要是北京航空制造工程研究所的NRH系列和北京航空材料研究院的NH系列。
聚合物泡沫是一種最常用的芯材，主要有聚氯乙烯（PVC）、聚氨酯（PU）、聚苯乙烯（PS）、聚甲基丙烯酰亞胺（PMI）等，其中天線(xiàn)罩用泡沫芯材主要是PMI泡沫。PMI泡沫是一種采用固體發(fā)泡工藝成型，泡沫孔隙基本一致且均勻的100%閉孔泡沫。與其他泡沫比，在相同密度下，PMI泡沫的剛度和強度最高。而且，其耐高溫蠕變性能使得該泡沫能夠適用于高溫固化樹(shù)脂和預浸料體系。另外，PMI泡沫經(jīng)過(guò)適當的高溫處理以后，能承受190℃的固化工藝對泡沫尺寸穩定性的要求，在航空領(lǐng)域中得到了廣泛的應用。
4、雷達天線(xiàn)罩的制造工藝
雷達罩的成形工藝主要有手糊真空袋壓法、模壓法、熱壓罐法、纖維纏繞法和樹(shù)脂傳遞模塑法（RTM）等。
手糊、真空袋壓法是使用最早、最廣泛的天線(xiàn)罩成型工藝方法，其基本工藝過(guò)程是：在涂有脫模劑的模具上涂刷樹(shù)脂，再鋪一層纖維織物，并用手工擠壓出氣泡和多余樹(shù)脂，如此一層一層鋪疊直到所需要的厚度。然后用真空袋密封好，并抽真空加壓，固化后脫模、修正得到天線(xiàn)罩。
模壓法一般可用來(lái)制造中小型天線(xiàn)罩，其基本工藝過(guò)程是：將脫模處理過(guò)的玻璃纖維織物用樹(shù)脂浸漬，將浸漬的織物烘干后按要求裁剪并逐層鋪覆在涂有脫模劑的陽(yáng)模上，鋪覆的層數要視天線(xiàn)罩的壁厚而定，然后套上陰模，加壓（也可加熱）固化。模壓料在模腔內逐漸固化后從模腔里取出，進(jìn)行必要的修整得到天線(xiàn)罩成品。
熱壓罐法與手糊真空袋壓法和模壓法類(lèi)似，只是在鋪覆成型后需將整個(gè)部件套上真空袋放到熱壓罐內，袋內抽真空，外部加熱加壓使樹(shù)脂固化，脫模修整后即得天線(xiàn)罩。
纖維纏繞法是用于陽(yáng)模做芯軸，通過(guò)機械裝置將預先浸過(guò)樹(shù)脂的長(cháng)玻璃纖維帶按照各種預定的線(xiàn)形，有規律地纏繞在陽(yáng)模上。
樹(shù)脂傳遞模塑法是一種壁模模塑成型工藝方法，其工藝過(guò)程是在耐壓的密閉模腔內，填滿(mǎn)玻璃纖維增強材料，用壓力將液態(tài)樹(shù)脂注入模腔，使其滲透玻璃纖維，然后固化成型、脫模、修整得到天線(xiàn)罩產(chǎn)品。
5、高超聲速導彈用雷達天線(xiàn)罩
高超聲速導彈天線(xiàn)罩對材料性能的要求較一般導彈和飛機天線(xiàn)罩更為苛刻。高超聲速導彈在稠密大氣層內飛行時(shí)，空氣受到強烈的壓縮和劇烈的摩擦作用，產(chǎn)生氣動(dòng)加熱現象。隨著(zhù)導彈馬赫數的增加，氣動(dòng)加熱非常嚴重。高速飛行時(shí)氣動(dòng)加熱引起的溫度升高，大體與速度的平方成正比。導彈的速度越高，天線(xiàn)罩材料所要求的耐熱性越高。如在海平面高度，導彈以8~12倍聲速飛行時(shí)，天線(xiàn)罩溫度將高達2400℃。氣動(dòng)加熱在天線(xiàn)罩罩壁產(chǎn)生很高的升溫速率（540~820℃），在天線(xiàn)罩的內部存在很大的熱應力，材料應具有良好的抗熱沖擊性能。高超聲速導彈飛行時(shí)縱向和橫向過(guò)載產(chǎn)生的剪力、彎矩和軸向力非常大，要求天線(xiàn)罩材料具有較高的力學(xué)性能。氣動(dòng)加熱及氣動(dòng)剪切力的作用，還會(huì )使天線(xiàn)罩表面發(fā)生燒蝕，因此天線(xiàn)罩材料應具有微燒蝕或燒蝕可控性。
隨著(zhù)導彈飛行速度越來(lái)越快，導彈天線(xiàn)罩材料的發(fā)展歷程為：纖維增強樹(shù)脂復合材料——氧化鋁陶瓷——微晶玻璃——石英陶瓷——氮化物陶瓷——陶瓷基復合材料。纖維增強樹(shù)脂復合材料與其它雷達罩應用情況相同，此處不再贅述。
第一種商品化的高溫天線(xiàn)罩為氧化鋁陶瓷，在麻雀Ⅲ導彈和響尾蛇導彈中得到成功應用，優(yōu)點(diǎn)是強度高、硬度高、抗雨蝕性能好，缺點(diǎn)是彈性模量和線(xiàn)脹系數大，抗熱沖擊性能差。微晶玻璃是一種玻璃陶瓷，堇青石是其主要結晶相，但成型工藝和條件復雜，難以控制。1950年代末美國Corning公司開(kāi)發(fā)的微晶玻璃應用在“小獵犬”艦空導彈天線(xiàn)罩中。1970年代末以來(lái)中科院硅酸鹽研究所研制的3-3微晶玻璃組成與Corning公司的9606微晶玻璃極為接近，只是介電損耗相對偏高，是國內第一種高溫天線(xiàn)罩材料，已成功應用于超聲速中低空防空導彈天線(xiàn)罩中。
氧化鋁、微晶玻璃僅適應于導彈飛行速度小于5倍聲速的天線(xiàn)罩。對于高超聲速導彈而言，天線(xiàn)罩候選材料主要有石英陶瓷、氮化硅和氮化硼陶瓷。石英陶瓷的抗熱沖擊性好，介電性能穩定，制造成本適中，已在美國“愛(ài)國者”和“潘興Ⅱ”導彈得到了應用，適用于3~5倍聲速的導彈天線(xiàn)罩。
石英陶瓷是綜合性能很好的天線(xiàn)罩材料，但石英陶瓷的抗雨蝕及抗粒子侵蝕性能較差，當導彈飛行速度大于6.5倍聲速時(shí)，石英陶瓷難以滿(mǎn)足導彈天線(xiàn)罩強度和可靠性要求。1970~1980年代發(fā)展了氮化硅和氮化硼等氮化物陶瓷主要應用于小于6倍聲速的導彈天線(xiàn)罩。國內哈爾濱工業(yè)大學(xué)、山東工業(yè)陶瓷研究設計院、中科院上海硅酸鹽研究所對氮化硼、氮化硅 、氮化鋁陶瓷及其復相陶瓷進(jìn)行了深入研究。
高超聲速導彈天線(xiàn)罩要求材料具有優(yōu)異的力學(xué)、介電、耐燒蝕及抗熱沖擊性能，現有的材料體系僅有連續纖維增強陶瓷基復合材料能夠滿(mǎn)足高超聲速導彈天線(xiàn)罩的應用要求。基體的作用是把載荷傳遞到纖維上，同時(shí)纖維發(fā)揮對基體的增強作用。石英纖維在各類(lèi)纖維中綜合性能最為優(yōu)異。此外石英纖維化學(xué)穩定性好、抗熱沖擊、耐燒蝕、易于編制且介電性能優(yōu)異，非常適合航天透波領(lǐng)域的應用。然而石英纖維在高溫處理時(shí)容易脆化，力學(xué)性能迅速下降，因此應加強高純耐高溫石英纖維的開(kāi)發(fā)，改進(jìn)其常溫和高溫力學(xué)性能。目前國內外主要以石英和BN兩種纖維為增強體制備陶瓷基透波復合材料。
1）石英纖維增強陶瓷基透波復合材料
美國Philco-Ford公司和GE公司分別研制了石英纖維織物增強二氧化硅復合材料（SiO2/SiO2），其中AS-3DX材料常溫時(shí)5.841GHz下的介電常數ε=2.88，損耗角正切tanδ=0.00612，該材料已用于美國“三叉戟”潛地導彈。為滿(mǎn)足中遠程地地戰術(shù)導彈和戰略導彈天線(xiàn)罩需求，國內航天材料及工藝研究所（703所）、山東工業(yè)陶瓷研究設計院等單位研制了石英纖維織物增強二氧化硅基復合材料（3D SiO2/SiO2），其密度為1.58~1.61g/cm3，已獲得型號應用。
俄羅斯著(zhù)重開(kāi)發(fā)了石英纖維增強磷酸鹽基復合材料。該材料具有良好的力學(xué)、物理和電性能。磷酸鋁復合材料在1500~1800℃以下性能穩定，但當溫度再高時(shí)磷酸鹽復合材料熔融粘度太低，不能保證正常使用。目前，這類(lèi)材料在巡航導彈、反導型、戰術(shù)型導彈及航天飛機上獲得了應用。
國內北京玻璃鋼研究設計院制備了石英纖維布增強磷酸鋁復合材料，可用于環(huán)境溫度在1200℃以下的天線(xiàn)窗材料和小型透波防熱部件。
2） 氮化硼纖維增強陶瓷基透波復合材料
美國的Hyper-Therm HTC公司利用獨特的化學(xué)氣相增密過(guò)程制備了世界上第一個(gè)低介電性能、耐高溫的氮化硅（Si3N4）基復合材料，該材料可以用在高超聲速導彈天線(xiàn)罩中。國內國防科技大學(xué)對氮化硅基復合材料進(jìn)行了大量的研究，并取得了一定的成果。
6、雷達天線(xiàn)罩市場(chǎng)容量
雷達天線(xiàn)罩市場(chǎng)容量是雷達行業(yè)市場(chǎng)容量的子集。根據我們之前的研究《信息化戰爭千里眼，軍工成長(cháng)急先鋒：雷達行業(yè)研究報告》，2015年國內軍用雷達市場(chǎng)容量約為140億元。我們估計雷達天線(xiàn)罩綜合價(jià)值占比在3%左右，由此推斷2015年國內軍用雷達天線(xiàn)罩市場(chǎng)容量約為4億元。我們預測十三五期間國內軍用雷達市場(chǎng)總體將保持20%以上的年復合增速。我們保守估計，2020年雷達天線(xiàn)罩市場(chǎng)容量將達10億元左右。
考慮到臺海、南海、釣魚(yú)島及中印邊境的軍事斗爭態(tài)勢，基于對遠程精確打擊武器的迫切需求，我們認為十三五期間在地基雷達、艦載雷達、車(chē)載雷達、星載雷達、機載雷達、彈載雷達等方向中，彈載雷達的增速最快，對天線(xiàn)罩的價(jià)值貢獻最大。
綜合以上分析，石英纖維增強樹(shù)脂基復合材料和石英纖維增強陶瓷基復合材料在雷達天線(xiàn)罩中的應用越來(lái)越廣。由于石英纖維造價(jià)較高，我們估計石英纖維在相應雷達天線(xiàn)罩總體造價(jià)中占比在50%以上。假設石英纖維復合材料在雷達天線(xiàn)罩應用中占比達2/3，則可估算2020年雷達天線(xiàn)罩用石英纖維市場(chǎng)容量將達3.5億元。（來(lái)源：國防軍工參考）
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