復(fù)雜艦船環(huán)境下電磁場(chǎng)分布特性研究.pdf

1、艦船是有眾多通信和無線導(dǎo)航系統(tǒng)林立的復(fù)雜平臺(tái)，其上電磁環(huán)境異常復(fù)雜，通信系統(tǒng)(接收，發(fā)射)頻率覆蓋范圍小到幾千赫茲，大到40GHz。近幾年有大量的研究發(fā)表以解決復(fù)雜電大結(jié)構(gòu)上天線分析問題。對(duì)于艦載天線布局來說，金屬結(jié)構(gòu)(煙囪，桅桿等)對(duì)天線性能的影響以及艦船電磁兼容性問題的計(jì)算都是非常復(fù)雜的，而天線輻射方向圖以及耦合的大量模型為天線的設(shè)計(jì)和排布提供了關(guān)鍵信息。眾多理論方法如散射理論、互耦理論等可用以解決金屬結(jié)構(gòu)與附近天線的相互作用問題。

2、然而，電大復(fù)雜平臺(tái)上的天線輻射方向圖的分析計(jì)算往往是既困難、又耗時(shí)，有時(shí)還無法實(shí)現(xiàn)。因此，利用數(shù)值方法或是漸進(jìn)理論預(yù)估都是很好的解決方式。
　　為了解決艦載平臺(tái)下的多天線電磁兼容(EMC)問題，本文利用了自動(dòng)分層的多層快速多極子方法(MLFMA)，并詳細(xì)分析了該算法的原理和實(shí)現(xiàn)過程。然后介紹了模型建立的兩種方式，并給出一艘典型艦船的建立模型。
　　其次，本文分析了艦船甲板上頻率為3~30MHz范圍內(nèi)的天線方向圖及耦合度。為了

3、分析天線間的耦合特性，本文運(yùn)用微波網(wǎng)絡(luò)理論給出了任意天線間的隔離度表達(dá)式?；诙鄬涌焖俣鄻O子算法，分析并仿真出艦載短波鞭天線的輻射遠(yuǎn)場(chǎng)圖以及不同頻率、天線高度、天線水平和垂直距離、極化方式等條件下的耦合強(qiáng)度。
　　最后，本文討論了復(fù)雜平臺(tái)下的天線輻射近場(chǎng)電磁場(chǎng)強(qiáng)特性，并比較了在不同艦體上層結(jié)構(gòu)形狀、天線位置、天線數(shù)量以及發(fā)射功率下的天線輻射特性，這為艦載短波通信天線的設(shè)計(jì)和布局提供了參考標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，本文利用基于天線互耦矩陣特征