本書的內容屬於微波電磁窗專業領域。雷達天線罩(radome)一詞，是於20世紀40年代第二次世界大戰期間，由radar與dome兩字組合生成的術語。它的一般定義是指用於保護天線免受自然環境的影響，使其電性能不致明顯蛻化或受干擾小的介質覆蓋結構，因此，稱“天線罩”更具一般性，而用於“雷達”天線的罩則常稱為“雷達罩”。在天線罩技術發展的歷史長河中，由於其性能依賴於所使用的介質材料，所以早期的天線罩問題主要是材料問題。天線罩發展的裡程碑是與材料科學技術的成就聯繫在一起的。即使是現在，研發應用於現代天線罩的新型高性能材料仍舊是熱點研究課題。當然，天線罩的電性能與罩壁結構密切相關，包括電抗加載、頻率選擇表面、超材料等帶有金屬含物的介質復合結構。
天線罩在地面、艦載、機載、彈載、星載等多種平臺的天線上發揮著重要保護作用，機載尖錐天線罩的設計具有復雜度和典型性。凡是安裝雷達天線的飛機上都必須使用天線罩，如戰鬥機的流線型機頭火控雷達罩，預警機背馱的圓盤形預警雷達罩，偵察機的合成孔徑雷達罩，運輸機和民航客機機頭的鼻形氣像雷達罩，還有轟炸機、武裝直升機、電子戰飛機、無人機上的各式天線罩。飛行器上的天線罩，既要維持氣動外形，承受氣動載荷和工作環境，又要滿足天線電磁波的傳輸性能要求。從飛行器天線罩的基本功能出發，天線罩應滿足氣動力學、熱力學、力學、無線電電磁學等不同條件下、復雜而相矛盾的要求。現代戰術飛機上的鼻錐形天線罩，為改善氣動性能，提高機械強度和熱力學性能，而采用大迎角流線型外形。這種外形與雷達天線的電性能要求相矛盾，導致天線罩的透波性能惡化，天線方向圖畸變加劇，結果是降低了雷達作用距離，嚴重地影響到雷達探測性能和跟蹤精度。與現代飛行器上功能性能不斷發展的雷達繫統相關聯，天線罩的研究與設計一直是十分重要而迫切的課題。
通常，天線罩的設計主要分為兩部分，即天線罩的電性能設計與力學性能設計。在電性能設計要求下，天線罩猶如一個電磁透明窗口，應在規定的頻率範圍及掃描角範圍內使天線電磁能量良好地、盡量無畸變地傳輸。力學性能設計，包含的不隻是結構設計，還有天線罩適應環境條件的能力、重量限制、壽命以及可靠性等設計。
如果把雷達天線比作飛行器的“眼睛”，天線罩則是保護“眼睛”的“眼鏡”，隻有“眼鏡”與“眼睛”相匹配，纔能使雷達成為“千裡眼”。即使將來發展使用了共形天線，“眼睛”的所遭受惡劣環境仍需要“眼鏡”來抵擋，隻是要將分立式的“框架眼鏡”做成“隱形眼鏡”。電性能是天線罩設計的靈魂。天線罩與天線的適配主要來自電性能設計。我們常把“電性能設計”比作天線罩設計的“龍頭”，因為罩壁結構的設計、材料（介電性能）的選取、罩壁結構參數的確定及其制造公差要求首先出於電性能設計，材料和工藝技術要去滿足和實現電性能設計的要求。這就是“龍頭”擺，“龍身”動，反映了天線罩電性能設計的責任和重要。本書主要闡述天線罩電性能設計、仿真與優化技術。
隨著現代局部戰爭的需求變化和飛行器與雷達技術的發展，對天線罩電性能設計的要求越來越高。從F-22、F-35戰鬥機來看，就現代戰鬥機的火控雷達來說，發生了以下變化：一是從窄帶到寬帶。國際上三代機裝備的機械掃描脈衝多普勒（PD）火控雷達，典型頻帶寬度在200～300MHz；四代機雷達的工作頻段為X波段，寬帶相控陣天線罩研發面臨新的技術突破。二是透波兼具隱身。三代機天線罩僅對電磁透明性能指標有要求；四代機還提出了隱身（低雷達截面）的要求，即天線罩要對雷達天線艙的強散射起到屏蔽作用。實現寬帶透波和帶外抑制需采用頻率選擇表面（FSS）技術。FSS天線罩已不同於原來的介質結構透波天線罩的概念，它是一種空間濾波器，讓機載雷達天線通帶內的電磁波過去，而把通帶外的電磁波擋住，對抑制飛機三大散射源之一的雷達天線艙的雷達截面（RCS）起著重大作用。三是火控兼具電子戰。孔徑綜合是飛機實現低RCS的重要方面，機頭天線罩內的X波段孔徑兼具雷達和電子戰功能，具有脈衝多普勒火控雷達和雙高（HGESM,HPECM）電子戰繫統的綜合效能，這使得天線罩的電性能設計難度更大，性能分析更加復雜。四是天線罩氣動外形出現新特征。四代機隱身、氣動穩定性和阻力的改進確定了大長細比、帶邊條特征的尖削機頭天線罩外形，更加需要采用數字化建模及全波方法來設計分析。
筆者從事天線罩技術研究與工程設計30多年，參與、組織及主持了多個國家重點型號項目機載、彈載天線罩的型號研制和預先研究工作；提出並研究了一些新技術、新方法並付諸實踐，與多所高校合作開展課題研究並取得許多理論成果。經歷了二代機單脈衝火控雷達罩、三代機脈衝多普勒火控雷達罩、四代機寬帶相控陣隱身火控雷達罩的研制歷程，深刻領會天線罩設計技術對雷達繫統以及載機的重要作用，在天線罩總體設計、電性能設計與仿真、變厚度設計、電抗加載寬帶結構設計、頻率選擇表面與隱身設計、超材料等方面開展了大量研究和探索工作，積累了豐富的工程實踐經驗。
本書可作為航空航天領域從事雷達繫統和天線罩研發，以及從事相關預先研究的科技人員和高校研究生的參考書。
全書共13章，第1章至第4章主要介紹了天線罩電性能設計、仿真與優化涉及的基本理論、內容和方法；第5章和第6章主要介紹了傳統壁結構火控雷達罩的設計與電性能特性，重點介紹了變厚度設計和挖掘的性能；第7章至第9章主要為頻率選擇表面、小頻率選擇表面（MEFSS）及電抗加載等帶有金屬含物罩壁結構的機理、特性、設計和仿真方法；第10章和第11章主要介紹了雙頻、超寬帶等功能結構的機理、特性、設計與分析方法；第12章和第13章主要對目前研究熱點和今後發展應用的共形陣電磁智能蒙皮和超材料天線罩的概念、內涵、要素、特征、構型與設計進行了探討和分析。
第1章為導論，主要介紹了天線罩的基本概念、技術發展歷程和電性能要求與設計基本方法。
第2章為天線罩電性能仿真計算方法，主要介紹了以幾何光學法和物理光學法為代表的高頻方法，以及矩量法法和時域有限差分法等低頻方法。
第3章為天線罩電性能設計，主要介紹了介質罩壁結構的參數方程、天線罩/天線繫統電特性分析方法、天線罩電性能參數表征及計算方法、飛機天線罩外形函數或模型構建和電性能設計方法。
第4章為優化設計基本理論與方法，主要介紹了優化設計的基本理念，數值迭代法、遺傳算法、粒子群算法、免疫克隆算法以及混合優化算法等。
第5章為窄帶雷達罩變厚度設計，主要介紹了窄帶半波壁結構軸向變厚度設計技術，進行了等厚度設計與變厚度設計的性能比較與分析，給出了設計示例。
第6章為寬帶雷達罩變厚度設計，主要介紹了常用壁結構的帶寬特性，C型夾層結構雙向變厚度設計方法，進行了等厚度設計與變厚度設計的性能比較與分析，給出了設計示例。
第7章為頻率選擇表面天線罩設計，主要介紹了頻率選擇表面的濾波機理、分析方法，單層/多層、寬帶頻率選擇表面的設計方法以及FSS天線罩的RCS分析。
第8章為小頻率選擇表面天線罩設計，主要介紹了MEFSS理論與機制、實現途徑及設計與優化方法。
第9章為電抗加載天線罩設計，主要介紹了電抗加載結構理論、設計分析和遺傳算法優化方法，通過設計示例反映了其性能特點。
第10章為雙頻天線罩設計，主要介紹了無截止頻段和有截止頻段兩類雙頻天線罩的實現途徑和設計方法。
第11章為超寬帶電子戰天線罩設計，主要介紹了常規夾層結構的帶寬特性，功能梯度結構的機理、寬帶特性與GA設計方法，通過示例說明了超寬帶天線罩的設計和仿真過程。
第12章為共形陣電磁智能蒙皮設計探討，主要介紹了電磁智能蒙皮的概念及內涵、構成要素和特征，共形天線陣電磁智能蒙皮的設計要素、特征以及有源FSS自重構設計技術。
第13章為超材料天線罩設計探討，主要介紹了超材料基本理論與電磁參數反演方法，對基於典型雙負/雙正組合對消罩壁結構、基於等效介質理論的超材料頻率選擇結構進行了設計探討和性能分析。
文中提及的三代機或四代機（按目前國內的習慣）對應美國、俄羅斯等西方國家的所謂四代機或五代機，如美國的F-22戰鬥機、俄羅斯的T50戰鬥機美俄稱之為五代機，國內稱為四代機。
本書的撰寫來自筆者工程實踐經驗的提煉總結和與高校課題合作的研究成果，得到了高校教授和中航工業濟南特種所同事們的大力幫助，在此表示衷心地感謝！
感謝西北工業大學萬偉教授和萬國賓教授；東南大學徐金平教授、徐歐博士和王文博博士，以及毫米波國家重點實驗室華光教授；南京大學伍瑞新教授；北京航空航天大學白明教授和金銘博士；空軍工程大學屈紹波教授、王甲富副教授、闫明寶博士等，感謝與他們課題合作取得的成果和撰寫中提供了大量資料和寶貴幫助。感謝特種所孫世寧、張文武、張清、王茜高級工程師，房亮、郭萬振、龐曉宇工程師在書稿資料整理、制圖、編輯等大量煩瑣的工作中給予的支持和幫助；感謝李天宇高級工程師在組織協調方面的工作；感謝郝靜、宋毅、周原等同志在照相、排版、打印等方面的細致工作；同時，感謝張明習、軒立新、王志強研究員在本書編寫中給予的關心、指導和支持。
隨著電磁計算學和計算機技術的不斷發展，為天線罩電性能仿真分析提供了更好的工具和條件。優秀的天線罩設計師還是需要具有一定的理論功底、思想方法、經驗積累和創新精神，設計和優化工作不可能完全交給計算機及軟件自動地、智能地完成，設計師的工作是不可能用機器來替代的。本書力求給出天線罩電性能設計的知識與理論框架、設計與優化技法、先進技術發展趨勢。由於作者水平有限，書中難免存在不足、疏漏甚至謬誤，懇請廣大讀者給予批評指正。
