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1、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
2、就是“天线罩” (radome)。这个词是 radar(雷达)和dome(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。77-=SA7:完主反射;可方馥
3、 主拆射鬥部廿反n几乎不可超r熙碗人養面垂松淤 直:裁效应j木材【取决于湿度)中到肓1氐低取决于 m 角:可能询汾威赶融无:吸收旳眾因;遇沫例如讓耘蜡、 Roofmate B銅村料)低无非堂妊低至爲(取诜亍忖斜4薛倚甌决亍材料、互宸芒冗崗)低到次(取决于村料 岸度和F曲;恚、;各年粋询灵愈却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
4、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
5、。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)。Wli MfawJrtwb te 4rt 昨心 Sv心 Bd呻如灾 pMflW狗怦 Mlhina2 :右更昱示髭疾雄:天薄世辭不辛 疔昂护疔无天參逢 左更显贰正轟站:天護章的匣葩 唇”墮换U1E赢潯片来滙:伽亦訴7丿为了确定正确、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
6、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24.125 GHz (波长的一半约为6.2 mm)时,最佳距离约为6.2 mm。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 崾共辽怎醵? J (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丿(錼)计算材料的厚度。
7、 使用这些初始值得出的厚度为4 mm。Material thickness of radome:6.2rrinft 3fj(wox FigiiThicknessthe material used)Radome material;e.g.ABS. PR PEDistance between antenna surface and radom-e shall bi constantAs dpprA-xtmdlc vlue lor 74.1J& CH; you r u無痔3;汙职絆瞬酒耳殿敢彌 (嘗片来源:MZnT?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。