29、超高分子量聚乙烯天线罩及户外机柜设计研究

超高分子量聚乙烯天线罩及户外机柜设计研究

1 超高分子量聚乙烯天线罩研究

1.1 背景与需求

随着武器威力的不断提升，对 Ku/Ka 波段防弹天线罩的需求愈发迫切。天线通常置于天线罩内，以保护其免受大气现象和外部物体的影响。在现代通信中，天线罩不仅要满足结构和电磁要求，还需具备防弹等多功能。

考虑到电磁和防弹性能，只有高性能纤维材料适用于天线罩。如用于防弹的纺织材料，其组成纤维需具备高强度、高模量、低弹性，还要有高熔点、高抗切割性、低导热和导电性，以及耐热、耐水、耐化学物质和抗紫外线辐射等特性。常见的防弹复合材料有超高分子量聚乙烯（UHMWPE）复合材料、芳纶纤维复合材料和聚对苯撑苯并二噻唑（PBO）复合材料。

与芳纶纤维相比，UHMWPE 纤维密度更低，纵向应力波传播速度更高。在吸收小直径弹丸冲击方面，芳纶纤维更合适；但对于其他弹丸，UHMWPE 纤维性能更优。此前对防弹天线罩的研究主要集中在低频段，如 L、S、X 波段，而对 Ku（12 - 15 GHz）和 Ka（18 - 40 GHz）波段的研究尚属空白。

1.2 实验过程

1.2.1 介电常数测试

介电常数对天线罩的透明性能至关重要，尤其是损耗角正切。其表达式为：$\epsilon^* = \epsilon_r(1 - j \tan \delta)$，其中 $\epsilon_r$ 为介电常数，$\tan \delta$ 为损耗角正切。采用波导法测试，使用安捷伦矢量网络分析仪（E8363C，10 MHz - 40 GHz），Ku 波段采用标准波导（WR62，15.799×7.899 mm），Ka 波段采用标准波导（WR28，7.1