本發(fā)明涉及一種透波罩，尤其涉及一種長時間耐高溫夾層結(jié)構(gòu)透波罩，屬于天線罩/透波罩設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
透波罩須具備一定的防熱、承載和透波等功能，以保證內(nèi)部的電子元器件能夠正常工作。飛機、船舶及地面設(shè)備上使用的透波罩在設(shè)計時主要考慮其電氣性能，對結(jié)構(gòu)強度的要求不高，基本不涉及到防隔熱的要求，此類透波罩一般采用泡沫和樹脂材料，具有一定的結(jié)構(gòu)強度，能夠滿足300℃以下的溫度使用要求。對于使用溫度更高的透波罩，目前主要選用陶瓷基各類復(fù)合材料，該類材料在長時間高溫使用條件下會軟化，強度明顯降低。傳統(tǒng)的單層結(jié)構(gòu)形式，在受到短時間劇烈加熱的情況下，雖然總加熱量很大，但加熱時間短，熱量沒有足夠長的時間向內(nèi)部傳遞，透波罩結(jié)構(gòu)僅在外表面較薄的厚度區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)高溫軟化層，結(jié)構(gòu)內(nèi)部區(qū)域絕大部分仍處于較低的溫度，若采用陶瓷基各類復(fù)合材料，仍具有足夠的力學(xué)承載性能。當(dāng)透波罩外部持續(xù)受到加熱時，外表面的熱量有足夠的時間向結(jié)構(gòu)內(nèi)部傳遞，導(dǎo)致內(nèi)部的溫度較高。此外透波罩還承受了較大的力學(xué)載荷，為了保證結(jié)構(gòu)的完整性，其內(nèi)部須保留一定的低溫承載厚度。如圖1所示，透波罩若仍采用單層結(jié)構(gòu)，就需要較大程度的增加透波罩的壁面厚度，較厚的結(jié)構(gòu)會增加材料單位的研制與生產(chǎn)難度，且極大壓縮了內(nèi)部元器件的安裝空間，并導(dǎo)致質(zhì)量的顯著增加，無法滿足使用要求。為了滿足長時間加熱條件下防隔熱、高溫承載、透波及輕質(zhì)化的要求，透波罩就必須采用多層結(jié)構(gòu)方案。國內(nèi)外的文獻關(guān)于飛機、船舶以及地面設(shè)備上透波罩的研制介紹較多，基本不涉及到高溫使用環(huán)境。國內(nèi)外關(guān)于適應(yīng)長時間高溫環(huán)境的透波罩研究資料非常少，如圖2所示，公開報道過的雙層結(jié)構(gòu)透波罩僅用于短時間的防隔熱使用要求，沒有長時間耐高溫的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種長時間耐高溫夾層結(jié)構(gòu)透波罩，采用三層夾層透波罩結(jié)構(gòu)，利用外層結(jié)構(gòu)防熱與抗燒蝕，中間層隔熱，內(nèi)層支撐與承載，解決了高溫防潮等問題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種長時間耐高溫夾層結(jié)構(gòu)透波罩，采用透波罩外罩、隔熱層和透波罩內(nèi)罩三層夾層結(jié)構(gòu)，隔熱層封閉在透波罩內(nèi)罩和透波罩外罩中間，透波罩內(nèi)罩和透波罩外罩的后端交界面處采用鉚接、膠粘或銷釘?shù)姆绞竭M行裝配連接，裝配連接后的夾層結(jié)構(gòu)透波罩采用防潮涂層或防潮薄膜進行整體防潮，所述透波罩外罩作為防熱與抗燒蝕層，采用石英陶瓷、氮化物陶瓷或纖維增強透波材料制成；隔熱層采用石英陶瓷瓦或納米氣凝膠隔熱透波材料制成，透波罩內(nèi)罩采用樹脂基纖維增強材料制成。透波罩外罩和透波罩內(nèi)罩采用等厚度設(shè)計，具體厚度根據(jù)電磁波平均入射角采用法布里-帕羅公式進行計算，透波罩外罩的厚度為10～16mm，透波罩內(nèi)罩的厚度為5～11mm。透波罩外罩和透波罩內(nèi)罩的厚度采用變厚度設(shè)計。所述透波罩外罩頂部的厚度為30～40mm，末端的厚度為24～30mm，中間的厚度為10-16mm；透波罩內(nèi)罩頂部的厚度為10～20mm，末端的厚度為14～20mm，中間的厚度為5-11mm。中間隔熱層的厚度為8～13mm，中間隔熱層的頂部留有直徑1～2mm的排氣孔，中間隔熱層的錐身內(nèi)壁面沿母線方向留有2～6條深1～3mm、寬3～10mm的排氣槽。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果：本發(fā)明采用三層夾層透波罩結(jié)構(gòu)，利用外層結(jié)構(gòu)防熱與抗燒蝕，中間層隔熱，內(nèi)層支撐與承載，較好的解決了以往單層及雙層結(jié)構(gòu)透波罩在長時間加熱條件下面臨的防隔熱、高溫承載及透波設(shè)計難題，滿足了整體高溫狀態(tài)下的使用要求，采用了兩種新型低成本透波材料，降低了產(chǎn)品的成本，所采用的結(jié)構(gòu)形式降低了透波罩的質(zhì)量與厚度，防潮處理方式有效避免了因高溫帶來的碳化問題，從結(jié)構(gòu)設(shè)計角度解決了高溫防潮難題。附圖說明圖1為單層透波罩結(jié)構(gòu)圖；圖2為雙層透波罩結(jié)構(gòu)圖；圖3為夾層結(jié)構(gòu)透波罩結(jié)構(gòu)圖；圖4為外罩變厚度結(jié)構(gòu)圖；圖5為內(nèi)罩變厚度結(jié)構(gòu)圖；圖6隔熱層頂區(qū)域部排氣孔結(jié)構(gòu)圖；圖7隔熱層錐身區(qū)域內(nèi)壁面排氣槽結(jié)構(gòu)圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細(xì)的說明：目前現(xiàn)有的多層夾層式透波罩主要是用于拓寬透波頻帶，某些層的結(jié)構(gòu)厚度不到1mm，力學(xué)強度較低，無法滿足較大力學(xué)載荷條件下的使用要求。國內(nèi)外同類技術(shù)中比較有代表性的是雙層透波罩，雙層結(jié)構(gòu)利用外層防熱與承載，內(nèi)層隔熱，主要用于降低位于其內(nèi)部的電子元器件溫度。由于雙層結(jié)構(gòu)仍采用外層結(jié)構(gòu)件承載，同樣面臨與單層結(jié)構(gòu)類似的高溫力學(xué)強度下降的問題。此外，由于雙層結(jié)構(gòu)外罩的內(nèi)壁面溫度較高，外罩內(nèi)壁面上的防潮涂層會發(fā)生碳化現(xiàn)象，導(dǎo)致電磁波穿過透波罩時產(chǎn)生較大的能量衰減，使得透波罩的電氣性能顯著降低。受限于外罩整體溫度不能太高的制約因素，雙層隔熱結(jié)構(gòu)透波罩僅適用于力學(xué)載荷相對較小，加熱時間較短的環(huán)境條件。本項目發(fā)明采用三層夾層透波罩結(jié)構(gòu)，利用內(nèi)罩承載。如圖3所示，透波罩外層采用透波性能好，熱物理和力學(xué)性能穩(wěn)定的透波材料作為防熱與抗燒蝕層；中間層采用低密度、低導(dǎo)熱系數(shù)、低介電常數(shù)的透波材料作為隔熱層；內(nèi)層采用力學(xué)性能較高的透波材料作為支撐與承載層。在滿足透波罩承載性能和防隔熱要求的前提下，合理分配各介質(zhì)層的厚度，達到所要求的透波罩電性能指標(biāo)。透波罩外罩和透波罩內(nèi)罩采用等厚度設(shè)計，具體厚度根據(jù)電磁波平均入射角采用法布里-帕羅公式進行計算，透波罩外罩的厚度為10～16mm，透波罩內(nèi)罩的厚度為5～11mm。如圖4-5所述，本發(fā)明的透波罩外罩和透波罩內(nèi)罩的厚度也可采用變厚度設(shè)計，圖4中，透波罩外罩頂部的厚度為30～40mm，末端的厚度為24～30mm，中間的厚度為10-16mm；透波罩內(nèi)罩頂部的厚度為10～20mm，末端的厚度為14～20mm，中間的厚度為5-11mm。中間隔熱層的厚度需保證內(nèi)罩的內(nèi)壁面溫度不高于設(shè)計要求值中間隔熱層的厚度為8～13mm。透波罩外罩采用耐高溫，防隔熱性能較好的透波材料，如石英陶瓷、氮化物陶瓷及各種纖維增強材料。中間隔熱層采用熱導(dǎo)率很低的低密度隔熱透波材料，如石英陶瓷瓦和納米氣凝膠等材料。內(nèi)罩采用力學(xué)強度較高的透波材料，如各類樹脂基及纖維增強類材料。內(nèi)、外罩的后端交界面處可以采用鉚接、膠粘或銷釘?shù)姆绞竭M行連接裝配，裝配完成之后，采用防潮涂層或防潮薄膜進行整體防潮。在三層結(jié)構(gòu)套裝時，為了解決各層結(jié)構(gòu)頂部殘留空氣無法從頂部狹小的空間排除，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)沿軸向無法裝配到位的問題，在隔熱層的頂部和錐身分別留有排氣孔和排氣槽，中間隔熱層的頂部留有直徑1～2mm的排氣孔，中間隔熱層的錐身內(nèi)壁面沿母線方向留有2～6條深1～3mm、寬3～10mm的排氣槽，使得裝配過程中的頂部空氣能夠排除。在夾層結(jié)構(gòu)套裝完成后，在內(nèi)、外罩的后端交界面處可以采用螺接、膠粘或銷釘?shù)姆绞竭M行連接裝配。透波罩利用后端連接區(qū)以外的三層結(jié)構(gòu)區(qū)域透波，通過各層合理的厚度設(shè)計保證電磁波以較小的能量衰減穿過透波罩。透波罩三層結(jié)構(gòu)裝配完成之后，采用防潮涂層或防潮薄膜進行整體防潮，由于各層配合面間無防潮涂層或防潮膜，不存在碳化問題。此外，透波罩內(nèi)罩的內(nèi)壁溫度也低于防潮涂層或防潮膜的碳化溫度，有效解決了高溫碳化問題。本發(fā)明未詳細(xì)描述內(nèi)容為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)。