基于某型方舱车的优化电磁设计仿真

方舱是一种刚性的箱式装载体,在军事和民用领域都有显著发展。方舱车具有良好的机动性、响应性,在各领域得到了广泛应用。随着战场环境的日益恶化,对指控车载系统的电磁兼容性要求越来越高。某型方舱车屏蔽性强,机动性好,指控能力较强。该车中安装了多种无线通信设备,电磁频谱复杂。舱体设计采用夹芯板结构,并且进行工艺优化以增加舱体和线缆的屏蔽性。为进一步分析电台天线间的相互影响,针对车顶天线的布局特点,对天线频谱进行了分析。应用电磁仿真软件FEKO导入CAD模型,并在不同天线各自的频段进行对比仿真。结果显示,天线间耦合度满足-20dB的指标要求,车顶天线布局合理。     

基于MOOSE框架的热力全耦合仿真方法研究

现有热力耦合仿真方法大多基于多种工具间的数据传递,面临数据接口开发、异构网格映射等困难,且求解使用的固定点迭代等耦合算法在求解效率、精度和收敛性等方面存在问题。文中基于开源的多物理场耦合仿真（Multiphysics Object-Oriented Simulation Environment, MOOSE）框架开发了热力耦合仿真应用程序,实现了多场统一建模和全耦合求解。通过与商业软件基准案例对比校核计算程序,证明了程序的正确性,进而成功开展了某相控阵天线的热力耦合计算,表明程序具有应用于复杂电子设备热力耦合仿真的潜力。     

天线系统线缆虚拟装配研究和实践

以天线系统线缆为研究对象,对基于虚拟仿真平台的虚拟装配路径规划技术进行了研究,并利用DELMIA软件中的DPM模块对天线系统线缆的装配进行了模拟。从静态干涉、动态干涉和装配顺序3个方面对线缆进行干涉检查以验证其可装配性,并提出修改意见。针对天线系统典型线缆进行了装配动画仿真。     

机载雷达天线座线缆布置改进设计

机载雷达天线座线缆布置已成为天线座设计的重难点,尤其是低温下线缆阻力矩急剧增大等问题,亟需解决。文中通过分析机载雷达天线座布线设计常见方式,并就线缆阻力矩对电机性能的影响进行测试,总结出布线设计存在的主要问题。通过设计新型布线装置改进线缆扭曲,采用新型柔性材料改善低温下线缆变硬问题,对天线座线缆布局进行优化设计,较好地解决了线缆布置设计的常见问题。目前新型设计方法已在多型类似产品上成功运用,取得良好效果,为后续产品设计提供参考。     

一种小型化多频接收天线的研制

设计、分析和制作了一种小型化多频段圆极化微带天线,天线能够同时工作在北斗系统B1频段、S频段以及GPS L1频段。通过采用叠层、介质加载、蚀刻不连续缝隙和耦合馈电等方法,实现了天线的小型化设计制作,保证了天线结构的简单紧凑。测试结果表明,该天线具有较高的增益和良好的电性能,并且天线尺寸仅0.28λ×0.28λ×0.02λ(λ为L1频率处对应的波长),从而证实了该方法的正确性和实用性。本文所设计的小型化多频圆极化接收天线由于具有剖面低、结构简单紧凑、易于集成安装等优点,在航空、航天领域中具有很好的应用前景。     

大型索网反射面天线空间动力学分析

大型可展开索网反射面天线是目前较为理想的天线结构形式.由于其自身的结构特点以及复杂的空间环境因素,天线在运行时易产生大幅度振动变形,严重影响卫星的稳定运行.文中以某星载大型可展开索网反射面天线为切入点,对其进行了空间动力学分析.针对天线与中心刚体之间的多体动力学刚–柔耦合问题,首先根据模型分析参数建立了卫星–天线–太阳...     

一种以拓扑结构信息为骨架的线缆数字化模型

针对机电产品中复杂线缆的拓扑结构、几何和繁杂工程语义信息统一表达难的问题,提出一种以拓扑结构信息为骨架的线缆数字化模型。该模型将线缆抽象为多层次的基本元素,分别建立基本元素间的包含关系和连接关系无向图来表达其复杂的拓扑结构,并以此作为骨架,在不同的基本元素集合上关联线缆的几何通路、电气连通、工程材料等信息,实现了对线缆多方面工程语义信息的表达。提出了对该模型信息的检索方法,以及创建三维线缆实体模型的方法。最后,对基于该模型开发的线缆数字化取样、线缆装配仿真等软件模块进行了工程实例验证,结果表明该模型可有效表达不同应用中线缆的复杂结构和多方面的工程语义信息。     

捆扎线缆束电磁耦合效应限值模型研究

捆扎线缆束中线缆间的串扰研究是复杂电子系统电磁兼容预测分析的关键。提出了一种预测随机捆扎线缆束中线线耦合的限值模型,并设计了针对性试验进行验证。仿真结果与试验结果吻合良好,证明了限值模型的正确性和有效性。     

基于分布式协同的多学科优化设计

多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization,MDO)作为一门针对复杂系统的优化方法,对于由多个耦合子学科或子系统组成的复杂系统优化尤为适合。文中给出了复杂机电产品的分布式协同优化设计平台的系统数学模型和设计平台结构,以及基于网络协同和UGNX实现的框架平台。     

结构功能一体化天线的机电耦合机理和实验

结构功能一体化天线能够将集成微带天线阵列的射频功能件嵌入到武器平台结构中,它既可作为力学承载的蒙皮结构,又可作为收发电磁波的微波天线,在未来武器装备中具有巨大的应用前景。这种天线具有结构和电路的高度集成以及服役环境苛刻等特点,现有方法难以满足其设计制造。文中针对结构功能一体化天线的机电耦合机理问题,提出了一类阵列天线结构因素对电性能影响的混合建模方法。结合理论分析和试验数据,建立了该类天线的机电耦合模型,发掘了典型结构因素对电性能的影响机理。通过天线样件的力电性能实验,验证了机电耦合机理的有效性。本研究成果可应用到结构功能一体化天线的设计制造领域中。     

Recognition of Borehole Radar Cable-Related Effects Using Variable Offset Sounding

Conductive cables can influence borehole radar measurements and introduce artifacts into data and therefore must be considered during data analysis and interpretation. This study presents examples of some cable-related effects in data acquired with a radar system that relies on conductive cables for signal transmission. Data show that measurements can be affected when energy radiated from the transmitter antenna induces currents on conductive cables, which can function as an electromagnetic waveguide, allowing fields to propagate along cables and be detected by the receiver antenna. Additionally, periodic artifacts can result when currents traveling on cables reflect at system impedance mismatches.Variable offset soundings (VOS) are not typically conducted during borehole radar studies, but can be useful for recognizing cable-related effects on recorded data and studying propagation characteristics in a borehole. In addition to single-hole VOS measurements, VOS measurements made on the ground surface using E-Plane and H-Plane configurations are shown to have the potential for providing additional insight in regards to coupling mechanisms between borehole antennas and cables.     

HF broadband antenna design for shipboard communications: Simulation and measurements

The objective pursued in this work is to highlight the convenience of using electromagnetic simulation software as an alternative to the traditional scale model measurement when dealing with the design of HF antennas on real complex platforms.The experience was developed during the building process of a real vessel. A low and a medium band antennas (fan-wire type) were designed ad-hoc for this project. The HF broadband antennas’ study covered from the preliminary design stages to the final verification measurements completed onboard the ship. The experiment has demonstrated that more accurate results can be obtained when using an adequate electromagnetic simulation code, which, besides, brings important advantages in flexibility and usability. These advantages, inherent to the use of virtual models, hinge on the ability of the simulation tools to properly handle any modification of the vessel’s structure that might arise during the platform construction.     

有源相控阵天线服役性能调控技术进展与挑战

有源相控阵天线广泛应用于地面防空、机载火控、弹载制导、空间通信、电子侦察、气象导航等领域,是未来雷达技术发展的主流。天线在服役过程中不可避免地会受到复杂环境载荷作用,使阵面产生难以预知的结构变形与馈电误差,导致阵元位置偏移、指向偏转、阵元间互耦改变等,最终严重恶化天线的电性能。为此,文中归纳了陆、海、空、天不同服役场景下的环境载荷因素,厘清了稳态载荷、瞬态载荷对天线性能的影响机理,总结了天线阵面形变与馈电系统误差监测方法,进一步从结构补偿、电子补偿两方面给出了天线性能调控关键技术,并探讨了有源相控阵天线服役性能调控未来的研究方向与挑战。     

埋地电缆对金属管道电磁干扰的耦合计算

由于路面上可用的输电走廊资源日趋减少,电能输送渠道逐渐向埋地电缆倾斜。埋地电缆与输油输气管道往往共用走廊,交流电磁场会在管道上产生纵向感应电压。该电压可能损坏金属管道,甚至威胁作业人员的生命安全。为了研究埋地电缆对金属管道电磁干扰的特点,本文建立了埋地电缆与管道耦合模型,讨论了不同因素对感应电压和纵向电流影响规律。仿真结果表明:埋地电缆对金属管道的电磁干扰随着并行间距的增加逐渐减小,最终趋于稳定;随着并行长度的增加,埋地电缆对金属管道的电磁干扰呈现缓慢增大,最终趋于稳定。     

电磁耦合处理对硬质合金刀具切削力的影响研究

为了研究电磁耦合处理对硬质合金刀具切削力的影响,利用电磁耦合设备对YT15硬质合金刀具进行强化处理,通过干车削40Cr试验研究不同电磁耦合处理参数情况下对刀具切削力的影响。结果表明,在适当的电磁耦合处理参数作用下刀具的总切削力大幅下降。通过采集到能反映切削过程稳定性的总切削力信号幅值,发现电磁耦合处理可以提高切削稳定性、延缓刀具磨损。建立了相应的修正后的电磁耦合处理刀具的切削力经验公式,分析了各切削要素对处理前后硬质合金刀具切削力的影响。     

用于非接触式磁耦合系统的智能扫频信号仪

介绍一种用于非接触式磁耦合系统的虚拟智能扫频信号发生器。该信号发生器是在图形化编程语言LabVIEW平台下完成，它能够根据测试对象的反馈特性，自动调整扫频信号的频率变化率。     

大型空间可展开天线的研究现状与发展趋势

文中较为系统地介绍了国内外大口径星载可展开天线研究的现状及其未来发展趋势,内容涉及网状、薄膜、微电子机械、固面、充气等不同类型天线.对应用广泛的大型索网天线,阐述了数字化建模、网状找形找态、多态动力优化、多柔体动力学分析与展开过程控制、展开可靠性分析、在轨热分析与控制、形面调整与测试、机-电-热场耦合建模与电性能分析等模型建立、分析与设计方法以及针对星载可展开天线分析与设计的知识型设计软件与综合设计支撑平台等.此外,对正在研制与在轨服役的星载天线也作了简单介绍.     

基于矩形贴片天线的应变传感器模拟与测试

当贴片天线经历应变时,天线形状发生改变,导致其谐振频率发生偏移。基于此原理,提出采用矩形贴片天线的应变传感器测量结构中的应变。采用了2.4GHz的1/4波长矩形贴片天线作为应变传感单元,首先,利用HFSS~(TM)软件设计应变传感器的尺寸参数,分别模拟该天线在长度与宽度方向经历拉应变时的谐振频率偏移;其次,分别将贴片天线以纵向、横向的方式粘贴在铝板上进行了受拉实验;最后,利用网络分析仪获得天线的谐振频率。模拟与测试结果表明,天线的谐振频率偏移与天线长度方向上的应变具有良好的线性关系,同时,天线宽度方向上的应变对其谐振频率的影响较小。     

舰船通信系统电磁干扰探讨

随着电子技术、通信技术的飞速发展,对舰船通信能力的要求也不断提高,舰船通信系统多频段、多业务和多电台同时通信成为对舰船通信系统的基本要求.电磁干扰是影响舰船通信系统通信质量的主要原因.要提高通信质量,就要对通信系统的电磁干扰进行系统性分析.在通信系统中,天线作为实现通信电磁发射、接收的载体,是通信系统设计时的主要关注点之一.文中分析了舰船通信系统多天线之间的相互作用以及相互干扰产生的可能原因,就改善通信系统电磁干扰提出了建议.     

LT50m缩比模型舱索系统与Stewart平台动力学耦合分析

安装在大型射电望远镜(LT)悬挂馈源舱中的精调Stewart平台子系统与舱索粗调子系统之间存在动力学耦合，通过在LT原六索设计方案中增加下拉主动索系构成八索方案可以提高舱索系统的刚度，降低两级调整系统之间的耦合。在两级调整系统耦合动力学模型的基础上，针对LT50m模型的六索和八索设计方案进行了刚柔混合多体系统动力学仿真。结果表明，八索设计方案能够显著地降低二者之间的耦合，是系统解耦的一种有效途径。