漆层对265雷达高度表天线电磁性能的影响分析

于占辉 门文杰 赵祥师

摘要：利用CST微波工作室仿真分析了漆层薄厚对265雷达高度表天线电磁性能的影响，以及漆层破损后能不能补漆的问题。通过分析解决了疑惑，指导了天线的操作与维护。

关键词：仿真；电磁性能；影响

Keywords：simulation；electromagnetic performance；influence

0 引言

265雷达高度表天线表面不允许涂漆，如图1所示。为了了解漆层对265雷达高度表天线的电磁性能有什么影响，本文利用CST微波工作室仿真软件对此问题进行仿真分析。通过仿真主要搞清楚两件事：一是漆层薄厚对天线电磁性能的影响；二是漆层破损后能否补漆。

CST微波工作室是专用于微波无源器件及天线设计与分析的软件包。该软件适合快速有效地设计和分析天线、滤波器、传输线、耦合器、印制电路板、谐振器等器件。

1 建立天线模型

根据天线外形、材料、尺寸，在软件中建立天线模型，见图2所示。为了测量发射天线与接收天线之间的隔离度，分别在天线旁设立两个探针，距离为两天线之间的安装间隔944mm，用于测量天线之间的损耗，损耗结果如图3所示，由此获得发射与接收天线之间的损耗为60dB。

根据仿真结果，只有发射与接收天线的水平增益小于-12.5dB时，两天线的水平隔离度才能小于85dB，即-60-12.5-12.5=-85dB。

2 不同漆层厚度的仿真

2.1 不同漆层厚度驻波比的仿真

图4为漆层厚度分别为50μm、100μm、150μm、250μm、350μm、400μm的驻波比参数。在4.3GHz频点，漆层厚度超过250μm后，驻波比参数已经达到3.3。

2.2 不同漆层厚度增益的仿真

图5为漆层厚度分别为80μm、140μm、350μm的增益。通过垂直方向图可以看出天线的垂直增益情况。在4.3GHz频点，漆层厚度对于垂直方向的增益基本无影响。

2.3 不同漆层厚度隔离度的仿真

图6为漆层厚度分别为100μm、200μm、260μm、300μm、350μm的隔离度仿真情况。通过水平方向图可以查看天线的隔离度参数。

图7说明漆层越厚，隔离度越差。当厚度为260μm时，和隔离度相关的水平增益为-13dB。当厚度为300μm时，和隔离度相关的水平增益为-12.4dB，已经大于-12.5dB，不符合天线隔离度应大于85dB的要求。

2.4 漆层不同厚度的仿真结论

仿真得到的基本规律是：漆层越厚，天线的驻波比和隔离度性能越差；天线的增益基本一致，与漆层的厚度无关。

3 天线补漆情况的仿真

3.1 掉補漆情况分类

外场天线掉漆后是否应该补漆，分两种情况进行仿真研究。一种为芯片处掉漆（见图8），一种为基板处掉漆（见图9）。一般刷涂的漆厚约40μm，因此用CST微波工作室进行40μm、80μm漆厚模拟补涂1遍和2遍的仿真试验。

3.2 基板处补漆情况仿真

图10为基板处补漆情况下的驻波比，分别仿真了补漆厚度为40μm 、80μm、120μm以及漆层未损坏情况下的对比。驻波比完全一致，说明基板处补漆对于天线驻波比无影响。

图11为基板处补漆情况下的增益仿真，分别仿真了补漆厚度为40μm 、80μm 、120μm以及漆层未损坏情况下的对比。方向图展现的增益情况完全一致，说明基板处补漆对于天线增益无影响。

图12为基板处补漆情况下的隔离度仿真，分别仿真了补漆厚度为40μm 、80μm 、120μm以及漆层未损坏情况下的对比。水平方向图体现的隔离度完全一致，说明基板处补漆对于天线隔离度无影响。

3.3 芯片处补漆情况仿真

图13为芯片处补漆情况下的驻波比，分别仿真了补漆厚度为40μm 、80μm 、120μm 以及漆层未损坏情况下的对比。驻波比不一样，说明芯片处补漆对于天线驻波比有影响。厚度不同，影响大小不一。补涂厚度与原漆厚度越贴近，驻波比越一致。

图14为芯片处补漆情况下的增益，分别仿真了补漆厚度为40μm 、80μm 、120μm 以及漆层未损坏情况下的对比。方向图展现的增益情况基本一致，说明芯片处补漆对于天线增益基本无影响。

图15为芯片处补漆情况下的隔离度，分别仿真了补漆厚度为40μm 、80μm 、120μm 以及漆层未损坏情况下的对比。水平方向图体现的隔离度不一致，说明芯片处补漆对于天线隔离度有影响。厚度不同，影响大小不一。补涂厚度与原漆厚度越贴近，隔离度越一致。

3.4 天线补漆情况仿真结论

外场天线漆层损坏后，对于基板处掉漆的情况，允许补涂一、二遍漆；对于芯片处掉漆的情况，不建议补漆，或者补涂原型号原厚度漆。

4 结束语

本文以漆层对265雷达高度表天线电磁性能的影响为题，利用CST微波工作室进行软件仿真。通过仿真说明天线漆层越薄，天线电磁性能越好。并提出外场漆层脱落后不补漆或补涂原型号原厚度漆的建议。

参考文献

[1]仝晓刚，等.相控阵天线裸阵面涂层的电磁性能研究[J].电子元件与材料，2015-11.

[2]CST工作室套装[Z].CST China，2006.