短波天线在海洋环境下的三防设计论文

　　防潮湿、防盐雾、防霉菌的三防设计是海洋环境科学下短波天线设计的重要任务。在产品研制过程中，通过材料选择、结构设计、工艺措施、包装防护等方面进行全面的三防设计。选用耐腐蚀性好的材料是三防设计的基础。采用不易积水、多层防护的结构设计是三防设计的关键。实行表面镀覆、盒体灌封等工艺处理措施能进一步提高天线的三防性能。在包装、运输和架设等过程中合理的保护器材表面是三防设计得以实现的保障。通过以上措施可以全面增强天线的三防能力，满足短波天线在海洋环境下的三防要求。
　　短波天线是无线电通信系统的重要组成部分，它的作用是有效的发射或接收电磁波。随着人们对电离层传播特性的了解和设计出高增益天线，短波通讯应用范围也越来越广[1]。海洋环境是极为苛刻的腐蚀环境，空气湿度大、紫外线强、干湿交替、含盐量高，对天线造成的腐蚀很强烈。海洋环境一般分为大气区、飞溅区、潮差区和全浸区，尤以飞溅区腐蚀最为严重。在海洋环境下，对短波天线的防潮湿、防霉菌、防盐雾的三防设计提出了更高的要求。短波天线一般架设于室外近海环境，直接面对严峻的海洋腐蚀环境。短波天线的三防设计主要涉及材料选择、结构和工艺三防设计、以及包装、运输和架设的三防保护措施等。
　　1 材料选择
　　由于短波天线产品的特殊性(对材料导电性、绝缘性有特殊要求)，在选择材料时有一定的局限性。材料本身的特性直接决定三防性能的好坏。所以，在选材上，需要选择具有良好的耐候性，耐腐蚀、抗老化性能的材料。
　　短波天线常用的耐腐蚀金属材料为不锈钢、铜材和铝材。不锈钢材料常用于短波天线的振子线、拉线、索具等部位。在海洋环境下，不锈钢的防腐性能相对来说是比较好的，常用不锈钢在海洋环境下的腐蚀数据如表1所示。
　　在短波天线中应用最广泛的不锈钢材料是304和1Cr18Ni9Ti，它们在干燥清洁大气环境下，有优良的耐蚀性能，还具有良好的综合力学性能、工艺性能和焊接性能[2]。
　　铜材由于其优良的导电性能，常用于短波天线振子、反射网、和小型结构件等部位。在海洋环境下铜及铜合金表面会有一层均匀的绿绣，主要是均匀腐蚀形态，对点蚀、缝隙腐蚀不敏感，有良好的耐蚀性[3]。铜及铜合金在海洋环境下的平均腐蚀率都是比较低的(如表2所示)，可根据实际的需要选用。
　　铝材常用于制作硬结构短波天线振子和小型结构零件。由于铝及铝合金在大气中可以生成一层惰性的钝化膜，在干燥大气环境中很稳定。在海洋环境中，钝化膜易被氯离子刺破，耐蚀性也明显下降。在海洋大气环境下，铝材的耐均匀腐蚀性能比较好，但是铝及铝合金的主要破坏形式不是均匀腐蚀而是点蚀、缝隙腐蚀、剥离腐蚀等多种腐蚀形式。铝及铝合金在飞溅区的腐蚀数据如表3所示。因为铝材的腐蚀形式种类比较多，而且腐蚀程度也比较严重，所以短波天线在海洋环境下尽量不要选用铝材。
　　短波天线常用的绝缘材料为高频陶瓷和聚四氟乙烯。高频陶瓷绝缘子组织致密，太阳紫外线对陶瓷也不起破坏作用，耐候性非常好。另外陶瓷釉有非常好的抗渗透性，又有很好的耐自然界酸碱盐水溶液性能，因此，其三防性能非常好。
　　2 三防结构设计
　　结构三防设计指在结构形式设计时将三防问题作为一个因素考虑进去，所设计的结构表面不易进水、积水、不易进潮气、有潮气能及时散出，耐日晒等。以下通过几个具体结构说明下短波天线在海洋环境下的三防设计考虑。
　　硬结构短波天线振子线大部分都设计成管状结构，头部有密封措施，使整个零部件成为一个密封的结构，表面不会积水，管内也不会进水，从根本上保证了天线幕的三防性能。
　　为防止电偶腐蚀，相互接触的表面尽量选用同一种金属材料。如果必须选用不同金属，需要选择接触腐蚀等级低的材料，或者在其中一种金属上镀覆上允许与第二种金属相接触的金属层。
　　3 三防工艺
　　合理选择三防工艺可以在材料选择和结构设计的基础上进一步的提高短波天线在海洋环境下的`三防性能。常用的三防工艺技术包括材料改性处理工艺、表面镀涂处理工艺和灌封和绝缘处理工艺技术。
　　3.1 材料改性处理工艺
　　焊接时通过合理选择焊接方式、焊接工装、焊接次序等工艺，减小焊接应力引起的结构件变形，焊后采用去应力方法消除残余应力，从而减少由残余应力造成的晶间腐蚀倾向。
　　3.2 表面镀涂处理工艺
　　铜及铜合金结构件如果没有导电性要求可以进行钝化处理，从而提高其耐蚀性。有导电要求的结构件可以在保证电连接的前提下采用涂漆的方式保护。
　　3.3 灌封和绝缘处理工艺技术
　　阻抗变换器是短波天线的重要部件，对天线的性能影响很大，其内部元器件的三防保护至关重要。常规的处理方式是线路表面涂覆三防绝缘清漆，并将树脂(或泡沫)填入盒体内部线路的空隙，对其进行整体灌封。通过绝缘处理和灌封处理可以提高产品的防潮、防霉、防盐雾的能力，保证电子器件在恶劣的海洋环境下也可以长时间正常使用。
　　4 包装、运输和架设过程的三防保护措施
　　原材料、外购件、加工件等的外层保护的好坏，直接影响到天线的整体＂三防＂性能。从采购、运输到天线架设施工的一系列环节中，应严格保护各种器材的表面。例如：包装时尽量选用软质的包装材料(如厚海绵、海绵纸等)进行包装，吊装时尽量使用吊装带而不要用钢丝绳，以免刮伤天线面表面涂层，天线架设完成后进行局部补漆等。
　　5 结语
　　该文提出一种适用于短波天线在海洋环境下的三防设计方案。该方案通过材料选择、三防结构设计、三防工艺和包装、运输和架设过程的三防保护措施4个方面进行三防处理。该方法在实际短波天线工程中应用效果良好，可以满足短波天线在海洋环境下的三防要求，有良好的工程应用价值。