本發(fā)明屬于飛行器雷擊防護，涉及飛行器天線罩及天線設(shè)備防雷-透波一體化防護方法。

背景技術(shù)：

1、雷電作為一種典型的自然界極端環(huán)境，嚴重威脅著航空、航天飛行器表面天線設(shè)備的飛行安全。天線設(shè)備通常布置于飛行器的機頭、機身上下表面，天線設(shè)備表面通常包覆有用于透波、整流的復(fù)合材料天線罩，飛行器的天線設(shè)備及其天線罩本身在設(shè)計之初一般不具備防雷的功能，在遭受雷擊時，雷電高電壓、大電流很可能對天線罩造成絕緣擊穿，隨后雷電通道進入天線罩內(nèi)部，致使含有金屬材料的天線設(shè)備接閃，對前端的天線設(shè)備和后端的電源系統(tǒng)造成破壞，對飛行器的飛行安全構(gòu)成嚴重威脅。

2、當(dāng)前慣常采用在天線罩表面布置雷電防護設(shè)備，布置在天線罩表面的雷電防護設(shè)備一般含有金屬材料，雖然具備了一定的雷電防護的功能，卻對天線設(shè)備的工作性能影響明顯，難以兼顧防雷-透波的一體化要求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供飛行器天線罩及天線設(shè)備防雷-透波一體化防護方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)附加在天線罩及天線設(shè)備上的雷電防護設(shè)備，結(jié)構(gòu)設(shè)置不合理，難以兼顧防雷-透波一體化防護的問題。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，飛行器天線罩及天線設(shè)備防雷-透波一體化防護方法，步驟如下：

3、步驟1、明確雷電分區(qū)位置；

4、步驟2、確定雷電環(huán)境；

5、步驟3、對天線罩及天線設(shè)備進行建模；

6、步驟4、提取天線罩和內(nèi)部金屬設(shè)備的結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定初步布局方案；

7、步驟5、建立靜電場仿真計算模型，得到雷電防護設(shè)備安裝前后對天線罩內(nèi)外的電場強度分布的影響；

8、步驟6、建立電磁場仿真計算模型，得到雷電防護設(shè)備安裝前后對天線性能的影響；

9、步驟7、進行雷電試驗；

10、步驟8、優(yōu)化靜電場仿真計算模型，完善雷電防護設(shè)備布局；

11、步驟9、采用不同測試方法驗證導(dǎo)流條對天線性能的影響程度；

12、步驟10、完善天線罩表面的雷電防護設(shè)備的選型；

13、步驟11、確定最終的布局方案。

14、本發(fā)明的有益效果是，既可保證天線罩及天線設(shè)備具備防雷功能，同時兼顧雷電過程中天線罩及天線設(shè)備的正常工作性能，實現(xiàn)了防雷-透波一體化防護，提高天線罩及天線設(shè)備的雷電防護設(shè)計總體效率。

技術(shù)特征：

1.飛行器天線罩及天線設(shè)備防雷-透波一體化防護方法，其特征在于，步驟如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器天線罩及天線設(shè)備防雷-透波一體化防護方法，其特征在于，步驟1中，雷電分區(qū)參照標準sae?arp?5414b-2018、gjb3567a-2023或rtca?do-160g來確定。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器天線罩及天線設(shè)備防雷-透波一體化防護方法，其特征在于，步驟2中，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器天線罩及天線設(shè)備防雷-透波一體化防護方法，其特征在于，步驟4中，提取天線罩和內(nèi)部金屬設(shè)備的結(jié)構(gòu)參數(shù)，選擇初步布局方案：指防護設(shè)備在天線罩表面的布局設(shè)計方案，方案的內(nèi)容包括：1）選擇防護設(shè)備；2）選擇防護設(shè)備的型號規(guī)格；3）布局防護設(shè)備。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器天線罩及天線設(shè)備防雷-透波一體化防護方法，其特征在于，步驟6中，根據(jù)天線設(shè)備的頻段和姿態(tài)，結(jié)合防護設(shè)備自身的結(jié)構(gòu)參數(shù)、材料屬性、布局位置，基于cst、feko、hfss或eastwave任一仿真軟件環(huán)境下，建立天線罩、天線設(shè)備以及雷電防護設(shè)備的電磁場仿真計算模型，得到雷電防護設(shè)備安裝前后對天線性能的影響。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器天線罩及天線設(shè)備防雷-透波一體化防護方法，其特征在于，步驟7中，雷電試驗分為高電壓附著破壞試驗和大電流物理破壞試驗，一是由高電壓附著破壞試驗的結(jié)果，確定天線罩表面不會接閃，雷電均附著于防護設(shè)備上；二是由大電流物理破壞試驗的結(jié)果，確定防護設(shè)備本體以及防護設(shè)備的接地在承受雷電大電流后，不會造成結(jié)構(gòu)失效。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器天線罩及天線設(shè)備防雷-透波一體化防護方法，其特征在于，步驟8中，根據(jù)步驟2、步驟5和步驟7，通過仿真計算結(jié)果和測試結(jié)果的對比，不斷優(yōu)化天線罩、天線設(shè)備以及雷電防護設(shè)備的靜電場仿真計算模型，完善天線罩表面的雷電防護設(shè)備布局，調(diào)整和優(yōu)化的具體方式如下：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器天線罩及天線設(shè)備防雷-透波一體化防護方法，其特征在于，步驟9中，使用步驟8中的雷電防護設(shè)備布局，對天線罩及天線設(shè)備進行天線性能測試，得到雷電防護設(shè)備對天線性能的影響測試結(jié)果，針對不同天線及天線罩類型，使用相應(yīng)的測試方法，驗證安裝在天線罩上的不同型號、不同尺寸規(guī)格、不同布置位置的導(dǎo)流條對天線罩內(nèi)天線性能的影響程度，驗證步驟6中仿真計算結(jié)果的合理性。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器天線罩及天線設(shè)備防雷-透波一體化防護方法，其特征在于，步驟9中，測試方式分為以下三類：

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器天線罩及天線設(shè)備防雷-透波一體化防護方法，其特征在于，步驟10中，結(jié)合步驟6和步驟9，通過仿真計算結(jié)果和測試結(jié)果的對比，不斷優(yōu)化天線罩、天線設(shè)備以及雷電防護設(shè)備的電磁場仿真計算模型，得到更加準確的雷電防護設(shè)備對天線性能影響結(jié)果，完善天線罩表面的雷電防護設(shè)備的選型；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了飛行器天線罩及天線設(shè)備防雷?透波一體化防護方法，步驟是：明確雷電分區(qū)位置；確定雷電環(huán)境；對天線罩及天線設(shè)備進行建模；提取天線罩和內(nèi)部金屬設(shè)備的結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定初步布局方案；建立靜電場仿真計算模型，得到雷電防護設(shè)備安裝前后對天線罩內(nèi)外的電場強度分布的影響；建立電磁場仿真計算模型，得到雷電防護設(shè)備安裝前后對天線性能的影響；進行雷電試驗；優(yōu)化靜電場仿真計算模型，完善雷電防護設(shè)備布局；采用不同測試方法驗證導(dǎo)流條對天線罩內(nèi)天線性能的影響程度；完善天線罩表面的雷電防護設(shè)備的選型；確定最終的布局方案。本發(fā)明屬于飛行器雷擊防護技術(shù)領(lǐng)域，兼顧了防雷?透波一體化的實施。

技術(shù)研發(fā)人員：趙曉雨,杜鳴心,魏興,熊秀,鄭新寬,何征,王策,何相勇,姚永杰,楊建峰
受保護的技術(shù)使用者：西安愛邦電磁技術(shù)有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/11