典型舰载天线辐射与耦合特性研究开题报告

 2021-11-28 09:11

1. 研究目的与意义(文献综述)

第二次世界大战结束之后,无线电技术的发展更为迅速,特别是随着电子 信息系统在现代海战中发挥着越来越重要的作用,雷达、电子战、通信等各种电子系统在舰船上得到了广泛的应用,其直接结果就是舰上的天线越来越多,种类也越来越多。数据表明,美国70年代下水的“艾森豪威尔”航母上的天线是60年代服役的“小鹰”号的一倍,而90年代战舰上的天线平均又比80年代增加了一倍。现在的大、中型水面舰已成为一个拥有大量天线、武器和设备的庞然大物。舰的上层建筑密密麻麻地安装着各种装置,有火控系统、探测装置、电子对抗装置和通信系统的天线,还有导弹、舰炮、补给设备、冲洗设备、导索器等各种设施以及布置传统信号器所需的斜桁、升降索等其他装置。这样一来舰船上 的物理空间和电磁场空间都十分拥挤,各种装备和船体对天线的遮挡以及天线间的互耦等,影响了对通信天线性能的发挥。因此,在舰船设计阶段,需要采用仿真分析方法预测舰载雷达天线间的电磁干扰,保证舰船总 体电磁兼容性。但是,由于舰体以金属为主,加之结构复杂、外形庞大,导致电磁波的散射、绕射、谐振和 耦合现象更加显著,使雷达天线间电磁干扰预测分析存在较大的难度 [1][3][6]

长期以来,国内外学者试图用各种各样的计算方法去求解舰载雷达天线辐射特性,主要归纳为全尺寸实测方法、缩比模型方法 和数值计算方法三大类。

(1) 全尺寸实测方法

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2. 研究的基本内容与方案

舰船上装载大量雷达电子战系统,各种功能的雷达数量多且布置空间极其有限,如1艘驱逐舰上布置着近20部雷达天线,担负对敌目标的精确探测、定位、预警及打击重任。由于各种雷达工作方式、波瓣形式、相对布置位置以及舰船上层建筑结构“腔体效应”等因素,极易引起能量的耦合而形成系统间干扰,相互间的电磁干扰轻则导致雷达电子战系统无法预警、丢失跟踪目标、不能引导己方武器适时攻击和拦截,重则造成各雷达系统 阻塞、烧毁甚至丧失战斗力的严重后果。武器装备平台雷达电子战系统间的电磁兼容性是确保其具备相应探测和对抗能力的关键和重要前提,雷达电子战系统天线间耦合度是进行电磁干扰分析的最主要参量。舰船作为复杂武器装备平台的典型代表,围绕舰载雷达系统天线的辐射近场分布预测和雷达天线间耦合度计算一直受到国内外学术界和工程界的广泛关注[3]

研究内容:舰载天线辐射和耦合特性

研究方法:数值计算法

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3. 研究计划与安排

2月24日-3月20日:明确毕设内容及任务,查阅相关资料,完成开题报告及外文文献翻译;

3月21日-4月3日:搜集整理国内外主要电磁场仿真技术研究的相关文献,完成文献综述;

4月4日-4月24日:学习天线基本原理,分析不同电磁场仿真技术在天线仿真中的优缺点及其适用范围,完成阶段性报告;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]吴小川.复杂舰船环境下电磁场分布特性研究[d].黑龙江:哈尔滨工业大学,2010.

[2]余青.舰载平台多天线辐射特性及电磁兼容性研究[d].陕西:西安电子科技大学,2011.

[3]黄松高,温定娥,吴楠等.雷达辐射近场和天线间耦合度计算方法分析与改进研究[j].舰船科学技术,2009,31(6):87-90.

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