天线罩的材料使用
天线罩用于保护天线免受环境影响，不仅可以防止物理损坏，还可以提供高增益。主要用于气候雷达、空中通道控制、卫星交互、遥测等。针对不同的应用，开发了许多形状和尺寸。材料选择是一个主导因素，对于增益、方向性、使用区域等不同参数，天线罩的设计仍然不尽相同。
天线罩的材料 天线罩与天线 参考资料
As shown below👇
天线罩的材料
天线罩不仅用于保护天线，还用于防止电路复 制。设计天线罩（Radome）的材料需要综合考虑电磁性能、机械强度、环境适应性及成本。
材料特性要求
1、电磁透明性
低介电常数（ε<sub>r</sub>）：减少电磁波反射（通常 ε<sub>r</sub> < 4）。
低损耗角正切（tanδ）：降低信号衰减（通常 tanδ < 0.01）。
2、机械性能
高强度、轻量化（如航空航天应用需低密度）。
抗冲击、耐疲劳（如应对风雨、冰雹）。
3、环境适应性
耐高低温（-50°C 至 150°C）。
防潮、防盐雾、抗紫外线（户外长期使用）。
4、加工性能
易成型（注塑、热压、3D 打印等）。
可与其他材料复合（如夹层结构）。
常用材料
（1）聚合物基复合材料
玻璃纤维增强塑料（GFRP）
特性：低成本、轻质、中等介电性能（ε<sub>r</sub>≈3.5，tanδ≈0.01）。
应用：民用基站、气象雷达。
聚四氟乙烯（PTFE）
特性：低损耗（tanδ≈0.001）、耐高温（-200°C 至 260°C）。
应用：高频天线（毫米波、卫星通信）。
芳纶纤维（Nomex/Kevlar）
特性：高强度、耐冲击（ε<sub>r</sub>≈3.0，tanδ≈0.005）。
应用：机载/舰载雷达罩。
（2）陶瓷材料
石英陶瓷（Fused Silica）
特性：耐高温（>1000°C）、低膨胀系数，但脆性高。
应用：高超声速飞行器天线罩。
氮化硅（Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>）
特性：高强度、耐腐蚀，适合极端环境。
（3）泡沫与蜂窝夹层结构
聚酰亚胺泡沫/PMI 泡沫
特性：轻质（密度 30-200 kg/m³）、低介电常数（ε<sub>r</sub>≈1.1）。
应用：夹层结构芯材，降低整体重量。
蜂窝铝/芳纶纸蜂窝
特性：高刚度重量比，与复合材料面板结合使用。
（4）新兴材料
超材料（Metamaterials）
特性：人工设计结构实现负折射率、宽带透波。
应用：隐身天线罩、多频段兼容设计。
3D 打印聚合物（如PEKK、PEEK）
特性：复杂形状快速成型，适合定制化需求。
天线罩的设计与天线的考量
在设计天线罩时需要考虑两个前提。
1、 与天线距离
最小安全距离
通常要求天线与天线罩内壁的最小距离大于1/4工作波长，以避免近场耦合和驻波效应。 高频天线（如毫米波）：λ较小，需严格控制间距（例如毫米波28 GHz时，λ≈10.7 mm，最小距离需≥2.68 mm）。
低频天线（如UHF）：λ较大，间距要求相对宽松（例如433 MHz时，λ≈69 cm，最小距离≥17 cm）。
高频天线（如毫米波）：λ较小，需严格控制间距（例如毫米波28 GHz时，λ≈10.7 mm，最小距离需≥2.68 mm）。
低频天线（如UHF）：λ较大，间距要求相对宽松（例如433 MHz时，λ≈69 cm，最小距离≥17 cm）。
天线罩厚度（t）和间距（d）需协同设计，避免多次反射干扰。
单层天线罩：总传播路径(d+t) 应避免形成驻波，通常需满足：
多层天线罩：通过渐变介电常数设计（如λ/4匹配层），可放宽间距限制。
2、在非平面波时的影响
天线罩与天线之间的距离会影响以下电磁特性：
电磁波反射与驻波：
天线罩材料与空气的介电常数差异会导致电磁波反射。若距离设计不当，反射波可能在天线与天线罩之间形成 驻波，导致信号失真或效率下降。
驻波比（VSWR）可能升高，引发阻抗失配，降低天线辐射效率。
近场干扰：
在近场区域，距离天线约λ/2π 以内，电磁场分布复杂，天线罩的存在可能显著干扰天线近场分布，导致方向图畸变或增益损失。
波束畸变：
天线罩的曲面形状和距离可能改变天线的远场波束方向图，例如主瓣展宽、旁瓣抬高等。
[1] B. Zhang and Z. N. Chen, "Guided-Wave Suppression in Uniaxial Anisotropic Metamaterial Slab for Radiation Pattern Control of Covered Dipoles," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 73, no. 2, pp. 952-961, Feb. 2025, doi: 10.1109/TAP.2024.3474799.
[2] H. Sheng and Z. N. Chen, "Improving Radiation Pattern Roundness of a Monopole Antenna Placed Off-Center Above a Circular Ground Plane Using Characteristic Mode Analysis," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 69, no. 2, pp. 1135-1139, Feb. 2021, doi: 10.1109/TAP.2020.3004991.
