短波天線在海洋環(huán)境下的三防設(shè)計(jì)論文
防潮濕、防鹽霧、防霉菌的三防設(shè)計(jì)是海洋環(huán)境科學(xué)下短波天線設(shè)計(jì)的重要任務(wù)。在產(chǎn)品研制過(guò)程中，通過(guò)材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝措施、包裝防護(hù)等方面進(jìn)行全面的三防設(shè)計(jì)。選用耐腐蝕性好的材料是三防設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。采用不易積水、多層防護(hù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是三防設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。實(shí)行表面鍍覆、盒體灌封等工藝處理措施能進(jìn)一步提高天線的三防性能。在包裝、運(yùn)輸和架設(shè)等過(guò)程中合理的保護(hù)器材表面是三防設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)的保障。通過(guò)以上措施可以全面增強(qiáng)天線的三防能力，滿足短波天線在海洋環(huán)境下的三防要求。
短波天線是無(wú)線電通信系統(tǒng)的重要組成部分，它的作用是有效的發(fā)射或接收電磁波。隨著人們對(duì)電離層傳播特性的了解和設(shè)計(jì)出高增益天線，短波通訊應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣[1]。海洋環(huán)境是極為苛刻的腐蝕環(huán)境，空氣濕度大、紫外線強(qiáng)、干濕交替、含鹽量高，對(duì)天線造成的腐蝕很強(qiáng)烈。海洋環(huán)境一般分為大氣區(qū)、飛濺區(qū)、潮差區(qū)和全浸區(qū)，尤以飛濺區(qū)腐蝕最為嚴(yán)重。在海洋環(huán)境下，對(duì)短波天線的防潮濕、防霉菌、防鹽霧的三防設(shè)計(jì)提出了更高的要求。短波天線一般架設(shè)于室外近海環(huán)境，直接面對(duì)嚴(yán)峻的海洋腐蝕環(huán)境。短波天線的三防設(shè)計(jì)主要涉及材料選擇、結(jié)構(gòu)和工藝三防設(shè)計(jì)、以及包裝、運(yùn)輸和架設(shè)的三防保護(hù)措施等。
1 材料選擇
由于短波天線產(chǎn)品的特殊性(對(duì)材料導(dǎo)電性、絕緣性有特殊要求)，在選擇材料時(shí)有一定的局限性。材料本身的特性直接決定三防性能的好壞。所以，在選材上，需要選擇具有良好的耐候性，耐腐蝕、抗老化性能的材料。
短波天線常用的耐腐蝕金屬材料為不銹鋼、銅材和鋁材。不銹鋼材料常用于短波天線的振子線、拉線、索具等部位。在海洋環(huán)境下，不銹鋼的防腐性能相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較好的，常用不銹鋼在海洋環(huán)境下的腐蝕數(shù)據(jù)如表1所示。
在短波天線中應(yīng)用最廣泛的不銹鋼材料是304和1Cr18Ni9Ti，它們?cè)诟稍锴鍧嵈髿猸h(huán)境下，有優(yōu)良的耐蝕性能，還具有良好的綜合力學(xué)性能、工藝性能和焊接性能[2]。
銅材由于其優(yōu)良的導(dǎo)電性能，常用于短波天線振子、反射網(wǎng)、和小型結(jié)構(gòu)件等部位。在海洋環(huán)境下銅及銅合金表面會(huì)有一層均勻的綠繡，主要是均勻腐蝕形態(tài)，對(duì)點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕不敏感，有良好的.耐蝕性[3]。銅及銅合金在海洋環(huán)境下的平均腐蝕率都是比較低的(如表2所示)，可根據(jù)實(shí)際的需要選用。
鋁材常用于制作硬結(jié)構(gòu)短波天線振子和小型結(jié)構(gòu)零件。由于鋁及鋁合金在大氣中可以生成一層惰性的鈍化膜，在干燥大氣環(huán)境中很穩(wěn)定。在海洋環(huán)境中，鈍化膜易被氯離子刺破，耐蝕性也明顯下降。在海洋大氣環(huán)境下，鋁材的耐均勻腐蝕性能比較好，但是鋁及鋁合金的主要破壞形式不是均勻腐蝕而是點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、剝離腐蝕等多種腐蝕形式。鋁及鋁合金在飛濺區(qū)的腐蝕數(shù)據(jù)如表3所示。因?yàn)殇X材的腐蝕形式種類比較多，而且腐蝕程度也比較嚴(yán)重，所以短波天線在海洋環(huán)境下盡量不要選用鋁材。
短波天線常用的絕緣材料為高頻陶瓷和聚四氟乙烯。高頻陶瓷絕緣子組織致密，太陽(yáng)紫外線對(duì)陶瓷也不起破壞作用，耐候性非常好。另外陶瓷釉有非常好的抗?jié)B透性，又有很好的耐自然界酸堿鹽水溶液性能，因此，其三防性能非常好。
2 三防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)三防設(shè)計(jì)指在結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)時(shí)將三防問(wèn)題作為一個(gè)因素考慮進(jìn)去，所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)表面不易進(jìn)水、積水、不易進(jìn)潮氣、有潮氣能及時(shí)散出，耐日曬等。以下通過(guò)幾個(gè)具體結(jié)構(gòu)說(shuō)明下短波天線在海洋環(huán)境下的三防設(shè)計(jì)考慮。
硬結(jié)構(gòu)短波天線振子線大部分都設(shè)計(jì)成管狀結(jié)構(gòu)，頭部有密封措施，使整個(gè)零部件成為一個(gè)密封的結(jié)構(gòu)，表面不會(huì)積水，管內(nèi)也不會(huì)進(jìn)水，從根本上保證了天線幕的三防性能。
為防止電偶腐蝕，相互接觸的表面盡量選用同一種金屬材料。如果必須選用不同金屬，需要選擇接觸腐蝕等級(jí)低的材料，或者在其中一種金屬上鍍覆上允許與第二種金屬相接觸的金屬層。
3 三防工藝
合理選擇三防工藝可以在材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步的提高短波天線在海洋環(huán)境下的三防性能。常用的三防工藝技術(shù)包括材料改性處理工藝、表面鍍涂處理工藝和灌封和絕緣處理工藝技術(shù)。
3.1 材料改性處理工藝
焊接時(shí)通過(guò)合理選擇焊接方式、焊接工裝、焊接次序等工藝，減小焊接應(yīng)力引起的結(jié)構(gòu)件變形，焊后采用去應(yīng)力方法消除殘余應(yīng)力，從而減少由殘余應(yīng)力造成的晶間腐蝕傾向。
3.2 表面鍍涂處理工藝
銅及銅合金結(jié)構(gòu)件如果沒(méi)有導(dǎo)電性要求可以進(jìn)行鈍化處理，從而提高其耐蝕性。有導(dǎo)電要求的結(jié)構(gòu)件可以在保證電連接的前提下采用涂漆的方式保護(hù)。
3.3 灌封和絕緣處理工藝技術(shù)
阻抗變換器是短波天線的重要部件，對(duì)天線的性能影響很大，其內(nèi)部元器件的三防保護(hù)至關(guān)重要。常規(guī)的處理方式是線路表面涂覆三防絕緣清漆，并將樹脂(或泡沫)填入盒體內(nèi)部線路的空隙，對(duì)其進(jìn)行整體灌封。通過(guò)絕緣處理和灌封處理可以提高產(chǎn)品的防潮、防霉、防鹽霧的能力，保證電子器件在惡劣的海洋環(huán)境下也可以長(zhǎng)時(shí)間正常使用。
4 包裝、運(yùn)輸和架設(shè)過(guò)程的三防保護(hù)措施
原材料、外購(gòu)件、加工件等的外層保護(hù)的好壞，直接影響到天線的整體“三防”性能。從采購(gòu)、運(yùn)輸?shù)教炀�架設(shè)施工的一系列環(huán)節(jié)中，應(yīng)嚴(yán)格保護(hù)各種器材的表面。例如：包裝時(shí)盡量選用軟質(zhì)的包裝材料(如厚海綿、海綿紙等)進(jìn)行包裝，吊裝時(shí)盡量使用吊裝帶而不要用鋼絲繩，以免刮傷天線面表面涂層，天線架設(shè)完成后進(jìn)行局部補(bǔ)漆等。
5 結(jié)語(yǔ)
該文提出一種適用于短波天線在海洋環(huán)境下的三防設(shè)計(jì)方案。該方案通過(guò)材料選擇、三防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、三防工藝和包裝、運(yùn)輸和架設(shè)過(guò)程的三防保護(hù)措施4個(gè)方面進(jìn)行三防處理。該方法在實(shí)際短波天線工程中應(yīng)用效果良好，可以滿足短波天線在海洋環(huán)境下的三防要求，有良好的工程應(yīng)用價(jià)值。
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