王海东，董长胜，伍 洋，白龙斌

(中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北 石家庄，050081)

0 引言

随着天文领域的发展，天线为了提高宇宙成像能力、降低外界噪声，工作时必须处于低温杜瓦系统中。该系统主体为真空环境，内部采用液氮进行制冷[1]。非工作区外壳通常采用铝合金，提供良好的刚度和较低的放气率。工作区域需要电磁波穿过天线罩进入天线，用于实现天线对信号的接收与发射[2]。因此，要求该工作区域天线罩既可以在低温真空环境下工作，又要具有较高的透波率。

常规天线罩仅具备防护雨、雪、风、沙等环境因素对天线的影响[3]，对耐低温和耐压都要求不高。但杜瓦系统下的真空透波天线罩则要求在接收和发射信号时，还能承受0.1 MPa的压力，因此对于天线罩的透波、耐低温和耐压都提出了较高的要求。宾峰等[4]针对透波窗口的所用材料、结构进行设计，重点分析了天线罩损耗和噪声的影响因素，最终采用多层结构实现了Ka频段损耗<0.2 dB。Jetta等[5]研究了杜瓦系统中不同材料对透波情况的影响。Olsson等[6]研制的真空透波天线罩插损小于0.5 dB(150～1 700 MHz)。Stegman等[7]通过选材、结构设计和仿真分析，研制出L波段的SMAP天线用的真空透波天线罩。已有文献中表明，现有真空透波天线罩工作频段较窄，尺寸较小，低温环境和真空负压对天线罩的影响不明显。随着天文领域应用的不断扩展，真空透波天线罩向着宽频段、大尺寸的方向发展。宽频透波要求原材料的介电常数和损耗低、天线罩具有特殊结构，如薄壁结构，夹层结构等。

本文针对一种宽频段真空透波天线罩开展相关研究，提出采用C夹层结构的天线罩方案，从天线罩的结构形式、蒙皮厚度、蜂窝厚度、材料选择等方面进行电气和力学仿真优化，从而解决宽频段真空透波天线罩研制中的结构和电气方面的关键问题。

1 天线罩蒙皮性能

1.1 力学性能

为提高宽频段真空透波天线罩的透波性能，选用石英纤维/氰酸酯复合材料(QC)进行研究。QC具有介电性能优异、力学性能好等优点[8-9]。……