天线罩是雷达天馈系统的重要部件,其与天线连接的结构及密封形式一直是设计的重点,特别是平面阵列天线的天线罩,由于裂缝线源防恶劣环境侵蚀的能力差,天线罩的密封、防护尤为重要,通常平面阵列天线的天线罩有A夹层平板天线罩和单根薄壁天线罩两种,本文简要讨论了薄壁天线罩的密封及防护问题。
1 高分子材料的老化特点
天线罩主要由高分子材料制成,在长时间的曝晒、雨水侵蚀后,会导致天线罩中的树脂老化分解,表面漆膜受到紫外线作用后,树脂会发生变色、粉化、起泡、脱落等现象,可见紫外线、高湿热是影响高分子老化最主要的因素。单根裂缝线源天线罩使用的中温固化低介电损耗环氧树脂玻璃织物预浸料,是用环氧树脂通过溶液法浸渍玻璃纤维制成的预浸料。
2 常见密封胶的性能
弹性密封胶不仅将高粘接性能和承受大的环境应力、大的变形位移能力集于一身,而且还具有耐候性、耐老化性、耐久、耐介质、使用温度范围较广等特点,目前已广泛应用于汽车、电子及航空航天等领域。
户外电子设备常使用的弹性密封胶主要有硅酮型、聚氨酯型和聚硫橡胶等,不同密封胶的性能各异,设计人员应根据密封要求合理选用密封剂,使密封达到最佳效果。
由于弹性密封胶的综合性能较好,所以其使用寿命较长,聚氨酯密封胶、聚硫密封胶的使用寿命一般大于15年,硅酮密封胶的使用寿命可达20年以上。
3 防护措施
3.1 合理的密封结构形式
平面阵列天线骨架与天线罩之间的密封连接形式多种多样,但在设计中应注意外应力对胶接面的影响,本文讨论的是单根薄壁裂缝线源天线罩。该平面阵列天线线源防水及潮气要求高,密封部位较多且每根线源密封线路长达十几米,我们在专用的封装模具上,使用专用夹具将薄壁线源天线罩紧贴裂缝线源并密封,每根线源封装完后均要在一定的气压下进行冲气检漏,合理的密封设计及严格的检验手段使我所平面阵列天线系统的密封达到了设计要求。
3.2 聚氨酯耐蚀密封胶选用
聚氨酯密封胶的最大特点是硬度高、富有弹性,并具有优良的耐油、耐寒及物理机械性能,我所选用的两种密封胶均为室温固化密封剂,其力学性能见表5。密封胶的胶接工艺,主要包括前处理、涂底处理剂、固化等步骤,通过试验,我们得出了密封胶胶层厚度与固化时间的关系。
3.3 专用底处理剂的应用
密封胶的配套底处理剂有优异的防胶接面腐蚀功能,同时能使聚氨酯密封胶与基材的粘接强度大幅度提高。
3.4 防老化疏水涂层
天线罩一般工作在露天,不可避免地会受到雨水、紫外线的侵蚀,若不采取保护措施,天线罩会很快出现老化而失效。在不影响天线透波率并提高天线罩耐候性的情况下,我们选用了常温固化氟涂料作为天线罩的防护涂层。该涂料耐老化性能优异,特别是在强紫外线作用下,其树脂也不易分解,防护寿命可达15年~20年;该涂料的施工性能优异,可常温干燥;氟涂料还具有高的疏水性,雨水很难在天线罩表面沉积,即防止了水对高分子材料的侵蚀,又能降低天线的雨水噪声温度。
4 结束语
平面阵列天线天线罩的密封及防护是一项重要的可靠性工程,其密封效果的好坏与结构设计及密封工艺密切相关,通过多年的实践证明,薄壁天线罩密封及防护工艺在我所雷达产品上取得良好效果。


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