復雜艦船環(huán)境下電磁場分布特性研究.pdf

1、艦船是有眾多通信和無線導航系統(tǒng)林立的復雜平臺，其上電磁環(huán)境異常復雜，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)表以解決復雜電大結構上天線分析問題。對于艦載天線布局來說，金屬結構(煙囪，桅桿等)對天線性能的影響以及艦船電磁兼容性問題的計算都是非常復雜的，而天線輻射方向圖以及耦合的大量模型為天線的設計和排布提供了關鍵信息。眾多理論方法如散射理論、互耦理論等可用以解決金屬結構與附近天線的相互作用問題。

2、然而，電大復雜平臺上的天線輻射方向圖的分析計算往往是既困難、又耗時，有時還無法實現(xiàn)。因此，利用數(shù)值方法或是漸進理論預估都是很好的解決方式。
　　為了解決艦載平臺下的多天線電磁兼容(EMC)問題，本文利用了自動分層的多層快速多極子方法(MLFMA)，并詳細分析了該算法的原理和實現(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，本文運用微波網(wǎng)絡理論給出了任意天線間的隔離度表達式。基于多層快速多極子算法，分析并仿真出艦載短波鞭天線的輻射遠場圖以及不同頻率、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度。
　　最后，本文討論了復雜平臺下的天線輻射近場電磁場強特性，并比較了在不同艦體上層結構形狀、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計和布局提供了參考標準。除此之外，本文利用基于天線互耦矩陣特征