导航天线罩频率选择吸波夹层复合材料的电磁仿真、力学仿真与工艺设计开题报告

全文总字数：4575字

1. 研究目的与意义（文献综述）

在飞机、地面目标等军事设施上，导航天线具有不可或缺的地位。为有效避免电磁损失，在导航天线领域，多采用三种圆极化天线：螺旋天线、微带天线以及环天线。在实际应用中，随着导航系统的不断更新与优化，导航天线也朝着多频带、小型化、坚固耐用的方向发展。此外，天线的正确性、稳定性和可靠性也是非常重要的指标。如果将导航天线直接暴露在室外甚至高空环境中，雨雪等恶劣天气将会腐蚀甚至破坏天线，从而降低其稳定性与耐用性，因此，在天线外加装天线罩成为了必要。

天线罩是用来保护天线或整个微波系统免受环境影响的外壳，是由天然或者人造电介质材料制成的覆盖物，或是由桁架支撑的电介质壳体构成的特殊形状的电磁窗口，它在航空、航天、导弹、雷达、通信、导航等无线电系统中有着广泛的应用。

频率选择表面（fss）是以一种由基本谐振敷铜基元在介质基板上周期排列而组成的平面或曲面，本身不吸收能量，但是却能够起到空间滤波器的作用。通常有两种形式，一种是周期阵列的金属贴片单元，一种是在金属屏上周期性排列的孔径单元，对于谐振情况下的入射电磁波，这两种阵列分别表现出全反射（单元为导体贴片）、全投射（单元为缝隙、孔径）的特性。

2. 研究的基本内容与方案

导航天线罩在保护导航天线免受雨雪等恶劣外部环境中起着非常重要的作用。而FSS在微波工程中应用广泛特别是军用武器或者雷达系统中，经常被用作隐身材料或者天线罩。一个理想的天线罩需要有如下的滤波特性：对于天线工作频段内的入射电磁波能够低损耗通过，而对天线工作频段外的入射电磁波能够显著吸收降低其反射，那么，FSS与吸波夹层复合材料的结合将很好地解决上述的需求。

本研究旨在针对导航天线罩罩体频率选择吸波与力学性能的要求，利用Matlab、HFSS、ANSYS等仿真软件，结合材料的电磁参数、力学参数、工艺指标（如温度、压力、粘接等），开展导航天线罩频率选择吸波夹层复合材料（FSAC）的电磁仿真、力学仿真与工艺设计，采用罩体为直径600mm的平板构件，以氰酸酯/石英纤维复合材料为上下蒙皮，功能层为铜箔和吸波复合材料频率选择结构，通过材料参数设计、金属及吸波复合材料频率选择单元尺寸优化，使复合材料罩体承受不低于35米/秒风载，复合结构的面密度不高于2.5 kg/m2，1.2GHz以下天线罩插入损耗不高于1dB，8~18GHz范围内反射损耗不低于10dB，插入损耗不低于10dB。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原理、软件。确定技术方案，并完成开题报告；

第4-7周：按照设计方案，熟悉matlab、ansys等软件的使用；

第8-10周：完成导航天线罩频率选择吸波夹层复合材料的电磁仿真与力学仿真；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]涂灏. 带通频率选择吸波体研究与设计[d].国防科技大学,2017.

[2]王明亮,刘佳琪,刘鑫,张生俊,穆磊.基于圆环fss的宽带吸波材料设计研究[j].导弹与航天运载技术,2019(06):103-106.

[3]韩海龙. 无人机机载接收机天线的设计与研究[d].内蒙古大学,2019.