全向?qū)拵炀€研究及星載天線系統(tǒng)的電磁干擾分析.pdf

1、隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展，跳頻、擴(kuò)頻(FHSS)技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于軍用、民用通信中，而且跳頻速度越來(lái)越快，跳頻的寬度也越來(lái)越寬，因此就要求天線必須是非調(diào)諧的具有較寬的工作帶寬的寬帶天線，以保證跳頻寬度和速度。另一方面，越來(lái)越多的滿足不同需要的電子設(shè)備集中在同一載體上，例如衛(wèi)星、飛機(jī)、艦艇和通信車(chē)輛等都是電子設(shè)備高度密集的載體，各個(gè)電子系統(tǒng)需要不同的天線來(lái)接收或發(fā)射電子信號(hào)，這樣一個(gè)載體上可能會(huì)有幾副甚至十幾副工作在不同波段的天線，載體會(huì)對(duì)

2、天線的輻射性能產(chǎn)生影響，不同的天線之間也會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的耦合干擾，使天線難以按設(shè)計(jì)指標(biāo)正常工作。本文密切結(jié)合“十五”國(guó)防科技預(yù)研重點(diǎn)項(xiàng)目“軟件無(wú)線電天線”和“寬帶小型化天線”以及航天部預(yù)研項(xiàng)目“某型號(hào)衛(wèi)星天線系統(tǒng)電磁干擾分析”，著重圍繞寬帶小型化天線的分析計(jì)算、星載天線系統(tǒng)的電磁干擾分析等方面開(kāi)展工作，作者的主要工作和成果可概括為： 1.研究了一種快速計(jì)算螺旋天線電特性的新方法。該方法采用直線段對(duì)螺旋天線進(jìn)行劃分，應(yīng)用合成基函數(shù)及合

3、成檢驗(yàn)函數(shù)的矩量法對(duì)天線進(jìn)行模擬分析，對(duì)阻抗矩陣進(jìn)行了降階處理，在求解矩陣方程上花費(fèi)的時(shí)間以及占用的計(jì)算機(jī)內(nèi)存，要比傳統(tǒng)直線段劃分的矩量法少得多。并采用該方法結(jié)合遺傳算法，成功地優(yōu)化設(shè)計(jì)了工作在100～1000Mt{z頻段上的超寬帶加載法向模螺旋天線，與同頻段工作的寬帶加載單鞭天線的分析結(jié)果比較，表明了加載法向模螺旋天線的寬帶化、小型化特性。 2.研究了一種快速精確計(jì)算安裝在金屬圓柱筒上套筒天線的新方法。建立了一種新的分析模型，

4、并采用粗圓柱線天線快速精確計(jì)算模型和正弦插值基函數(shù)，將套筒天線和外套筒與內(nèi)導(dǎo)體底端之間的金屬圓盤(pán)作為一個(gè)整體進(jìn)行矩量法分析計(jì)算，研究了天線的電壓駐波比和輻射特性。 3.研究了遺傳算法結(jié)合電磁分析源代碼NEC2的優(yōu)化算法來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)線柵型寬帶籠形中饋天線。分析了籠形天線的上下輻射體高度、籠半徑、底錐高度及饋線長(zhǎng)度對(duì)天線電性能的影響，并將天線的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)作為優(yōu)化變量進(jìn)行一體化優(yōu)化設(shè)計(jì)。 4.結(jié)合“十五”國(guó)防預(yù)研項(xiàng)

5、目VHF/UHF波段天線的設(shè)計(jì)要求，采用上述優(yōu)化設(shè)計(jì)籠形天線的方法，成功地設(shè)計(jì)并制作了兩副分別工作在100～400MHz和225～512MHz頻段上的籠形中饋天線，消除了天線的載體地面對(duì)天線輻射特性的影響，增強(qiáng)了天線的實(shí)用性。 5.結(jié)合具體工程項(xiàng)目——車(chē)載、背負(fù)式超短波波段天線的設(shè)計(jì)要求，提出了一種新型結(jié)構(gòu)的套筒天線，采用上述分析安裝在金屬圓柱筒上的套筒天線的方法，成功地設(shè)計(jì)并制作了兩副分別工作在105～420MHz和225～6

6、00MHz頻段上的新型套筒天線，這種結(jié)構(gòu)的套筒天線易于工程中支撐與架高，同時(shí)可以減弱傳統(tǒng)的天線載體地面對(duì)天線輻射特性的影響。 6.結(jié)合航天部五院預(yù)研項(xiàng)目，采用分析電大尺寸目標(biāo)散射特性的高頻近似方法——一致性幾何繞射理論，對(duì)某型號(hào)衛(wèi)星星載天線系統(tǒng)的電磁干擾進(jìn)行了分析，具體研究了星載天線裝星后的輻射方向圖，分析了同頻工作的收發(fā)天線間的干擾功率及隔離度，并提供了較為完備的分析軟件，為某型號(hào)衛(wèi)星上的天線布局配置和頻率配置提供了科學(xué)依據(jù)。