某型舰船电磁环境仿真预测研究

为了开展舰船电磁环境效应研究及防护,以某型舰船为对象,提出了适用于电大尺寸复杂平台电磁环境仿真的高低频(时域有限积分法和高频弹跳射线法)混合求解计算方法.通过CST仿真软件,对短波天线和搜索雷达天线采用时域有限积分法仿真计算得到精确的天线电磁特性;对电大尺寸舰船采用高频弹跳射线法仿真计算甲板上和舱室内电磁环境.与实船测试对比,仿真预测精度误差小于6dB,满足某型舰船电磁环境仿真应用需求,同时也为舰船电磁防护设计提供依据.     

舰载天线辐射场的计算及分布特性研究

对舰载天线辐射场分布特性进行分析,是研究舰船电磁兼容性及工程建设的关键环节。为此,采用FEKO软件建立了舰船及天线的全尺寸仿真模型;基于多层快速多极子理论,给出了舰载天线辐射场的计算公式;以上述研究为基础,分别仿真计算了天线载体、天线频率及天线倾角对辐射场分布的影响规律。研究成果对提高舰载天线电磁兼容适应性具有一定的参考价值。     

基于天线方向图与近场SBR的海面舰船复合散射研究

针对弹目交互场景中近场电磁散射仿真问题,提出了一种基于近场弹跳射线(shooting and bouncing ray,SBR)法并考虑天线方向图影响的海面舰船复合散射计算模型.根据天线方向图和海面舰船一体化几何模型,给出满足物理光学远场计算条件的面元所接收到的电场强度,通过SBR法得出所有面元的散射场,最后由矢量叠加...     

舰载相控阵天线杂散发射辐射的统计电磁学分析

舰船上的有源相控阵天线各个单元收发组件的杂散发射及其辐射的电磁环境电平是典型的随机量,无法直接 利用适合于确定性问题的计算电磁学方法进行求解。本文建立了舰船环境下相控阵天线的电磁仿真模型,应用电磁场全波分 析结合蒙特卡洛方法的数值统计电磁学方法,分析了舰载相控阵天线杂散干扰的随机特性,给出了相控阵天线杂散发射辐射 的环境电场值随着各个天线单元杂散发射随机特性变化的概率密度统计分布。该方法对于其他随机因素引发的相控阵天线 指标的统计特性分析也具有参考意义。     

FAFFA加速的PO—MM研究复杂金属载体上线天线电磁特性

本文提出了一种快速远场近似(FAFFA)加速的混合物理光学-矩量法(PO-MM)，利用FAFFA加速计算矩阵方程中的矩阵矢量积，明显提高了计算效率．对物体表面上的远场组之间的耦合作用推导出了一组简洁的计算公式，并分析了计算复杂度．复杂金属组合体上线天线输入导纳、互导纳和方向性图的计算结果与文献结果一致．利用该方法分析计算了一个舰船模型上线天线的电磁特性．数值结果表明了这种方法的正确性和工程应用中的有效性．     

复杂载体短波天线特性的FDTD模拟与分析

分析复杂载体(卫星、舰船)上短波波段单极天线和矩形环天线特性.由于天线工作在短波波段(3～30MHz),通常载体尺寸与波长可比拟,因此天线与载体之间的电磁作用比较复杂,天线特性会受到很大影响.用时域有限差分(FDTD)方法模拟单极天线和环天线的算法,然后对一种简化卫星和舰船模型上单极天线和环天线特性是如何受天线位置、天线半径以及载体结构的影响进行模拟与分析.计算结果对实际工程应用有重要参考价值.     

舰载多天线系统的耦合特性分析及防护

为解决舰载多天线系统间的电磁干扰问题,应用FEKO仿真软件进行了舰船与天线的全尺寸仿真模型;基于S参数原理与微波网络理论,给出了多天线系统的耦合度表达式;并分别计算了自由空间与舰船载体2种情况下,多天线耦合度的变化规律。结果表明,谐波、天线间距、天线频率及天线周围散射体是影响舰载多天线耦合特性的因素。并基于上述研究,给出了相应的电磁防护建议。本文研究成果可为后续共享铁塔电磁兼容性分析及多天线布局优化提供参考。     

加载法向模螺旋天线的研究

采用矩量法分析了法向模螺旋天线加载后的电特性，探讨用加载来实现法向模螺旋天线宽带化小型化的可行性。计算时采用螺旋线段对天线进行划分，然后采用三角形基函数脉冲基检验的矩量法来快速精确计算天线上的电流分布，计算了一些加载螺旋天线的实例。并与直线段划分的矩量法的结果进行比较。最后借助遗传算法优化设计了一付工作在220-400MHz的法向模螺旋天线。     

多自由度雷达天线稳定转台系统可能运动空域计算

利用矩阵算法,对多轴系、多自由度的一种舰用雷达天线稳定转台系统中各子结构的可能相对位置以及雷达天线相对舰船的最大可能运动空域进行了分析计算,其正确性已在该雷达天线稳定转台系统实物结构中得到了验证。     

船用鞭状接收天线结构设计与实现

短波船用有源鞭状接收天线具有显著的实用优点,能实现体积小、占地面积小、宽频带工作、抗风性及抗摆伏强,可灵活地架设在舰船的任意部位,被广泛地应用在舰船短波通讯领域.按照船用有源接收天线结构方案设计的理论计算基础上,详细介绍了天线组成的具体结构形式,针对舰船使用环境条件,设计了一款有源鞭状天线结构组成.经理论计算和软件仿真优化及验证.结果达到设计要求.     

鱼骨天线集合线建模对计算结果的影响研究

为确保电磁建模的准确性,以有效设计短波全频段性能优越的鱼骨天线,研究了鱼骨天线集合线的建模方式对计算结果的影响。对集合线按等效网络和导线结构两种方式建模,基于Pocklington方程和正弦插值基函数,采用矩量法对实际地面上的短波鱼骨天线进行计算。对两种建模方式计算得到的天线方向图、增益、最大辐射仰角、效率以及阻抗特性进行了比较研究,并分析了集合线对鱼骨天线辐射特性的影响。研究结果表明:在某些情况下集合线的建模方式对计算结果的影响较大,为得到更接近实际情况的计算结果,确保短波全频段鱼骨天线设计的有效性,采用按导线建模的方式更为合适。     

An analytical solution to the diffraction problem of diagnosing the position and size of a sphere

A method for determining the position and dimensions of a body from the scattered field is described. The body (a metal solid sphere) is situated in the near-field zone of a transmitting antenna, and the receiving antenna is situated in the near zone of the body. The parameters of the body are calculated from the measured wave amplitudes in the dielectric waveguide of the receiving antenna. For calibration of the antenna, the body is replaced by a metal mirror.     

弹载天线载体截短对天线辐射特性的影响

应用几何绕射理论（GTD）对弹载口径天线载体截短对子午面辐射特性的影响进行了分析计算。截断模型包括弹体尾部圆柱部分、尖端锥体部分以及同时截短尾部圆柱部分和截断尖端锥体部分。计算结果表明，将弹体适当截短对弹载天线子午面内辐射特性影响很小，完全可以成绩单 载天线的测量中对弹体进行截短处理。     

人体附近天线的辐射特性

使用解析方法研究了无线人体局域网（WBAN）通信中穿戴式天线的辐射特性。将人体简化为有耗介质椭圆柱体,采用椭圆柱面波展开和阻抗边界条件（IBC）,利用收、发天线的互易原理,推导了置于人体附近的短振子天线之方向性图和增益的解析表达式。计算了不同极化取向以及离人体不同间距对天线辐射特性的影响。经与软件仿真和实验测试结果对比,表明该解析方法的计算速度快、结果可信,能为无线人体局域网的天线设计提供依据。     

基于FFT-BCG的微带天线研究

将全波分析与快速傅里叶变换及双共轭梯度相结合,对微带天线进行分析计算,结果表明,计算结果同实测结果吻合较好,说明了该分析方法的正确性和有效性.同时,该方法提高了计算速度,为微带天线的快速分析和计算提供了良好的借鉴.     

多目标方法的天线相位中心计算分析

通常的天线相位中心计算是求解单个切面内的相位中心,该方法适用于天线色散、各切面内相位中心不重合的情况。本文提出一种多目标规划的天线相位中心计算方法,通过截取主波束一定范围内的多个切面,将该区域范围内的相位中心求解转化为多目标规划的最优值问题。该方法不仅适用于单切面的相位中心求解,也适用于求解主波束范围内的相位中心。使用HFSS对一个圆极化天线进行仿真计算,并利用文中方法求解其相位中心,计算的结果证实了该方法的有效性。     

Antennas for VHF/UHF personal radio: A theoretical and experimental study of characteristics and performance

A theoretical analysis of the characteristics of small personal radio antennas for the 68- to 470-MHz frequency range is given. Representing the human body by a simplified lossy dielectric structure, the influence of the body on the performance of the antenna is investigated in detail, and it is shown how antenna impedance, gain, and radiation patterns can be calculated taking the presence of the body into account. For very short antennas the results indicate that radiation from the body may dominate over the radiation contributed by the antenna itself, and that the presence of the body can increase the antenna efficiency considerably, indicating that even very short antennas may provide acceptable radiation efficiencies. The results of the theoretical work are supported by measurements on practical antennas. Quarter-wave and short antennas of the helical type are compared with respect to efficiency and radiation patterns at 80, 160, and 450 MHz, and it is demonstrated how the physical length of the antenna affects the antenna performance. The design of a very short and compact personal radio antenna is described.     

基于PDMS嵌入式超宽带天线设计

设计了一种以柔性材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)为介质基片的超宽带(UWB)天线,其辐射单元由矩形和半圆环金属贴片组成,两部分结构由带状贴片连接,采用共面波导方式馈电。上述金属贴片嵌入在PDMS基片中间,用于人体通信的可穿戴系统。利用嵌入式结构,有效提高了天线的柔韧性和耐用性。为了更好地模拟天线在人体表面的工作环境,构建了包括皮肤、脂肪和肌肉的三层人体组织模型,满足人体安全的国际标准的最大天线比吸收率值为16.4 mW。最后对天线样品进行测试,结果表明天线总体性能稳定,阻抗带宽为5.39-10.33 GHz,实现了在医学机构使用的频段(5.725-5.875 GHz)要求。     

Copolar and cross-polar radiation of Vivaldi antenna on dielectricsubstrate

The copolar and cross-polar radiation patterns of the Vivaldi antenna on a dielectric substrate are calculated and validated by measurements. The method involves a two-step procedure. The electric field distribution across the antenna slot aperture is calculated first. The radiated fields are then calculated, using Green's functions. The continuous exponential tapered shape is approximated by annular linearly tapered sections. The conical transmission-line theory and a variational method yield the electric field in each section. The radiation calculation is based on closed-form expressions for the dyadic Green's function of an elementary electric field source in a conducting half sheet. Both copolar and cross-polar radiation patterns of the Vivaldi antenna are calculated by integrating the Green's functions weighted by the electric field distribution over the antenna aperture. The effect of lateral truncation is taken into account by defining weighting patterns. The method is validated by original measurements and limitations of the model are discussed. Antenna directivity and sensitivity are calculated     

金属多面体上低剖面天线的矩量法分析

采用矩量法对任意形状导体上的低剖面天线进行了整体分析,其中导体采用三角形面元矢量基函数、细线结构采用三角形基函数、线面连接处采用特殊的基函数,在处理积分奇异时,通过坐标变换、积分转化、降维处理实现了奇异积分的精确快速计算,以平板单极子天线为例,验证了该方法的有效性.最后,利用该方法对金属立方体上的低剖面电小环天线特性进行了分析,得出的结论对设计复杂载体上低剖面天线或天线阵有一定的参考价值。