射频综合系统电磁兼容仿真与设计技术

发布时间：2020-10-11 17:47

　　 现代装甲平台上集成了GPS、北斗导航系统、红外指挥系统、可视化系统、信息终端、通信电台系统等,其上的电磁环境异常复杂,通信系统工作频率的覆盖范围,小到几千赫兹,大到40GHz。传统的电磁兼容设计方法不能够有效的考虑分系统之间的相互干扰,导致在定型试验时暴露出严重的电磁兼容问题,针对装甲平台的天线布局优化问题已经成为重中之重的一个环节,在前期的电磁兼容设计中,如果能够对此类问题进行有效的研究,则能够提前充分暴露可能会出现的电磁兼容问题,使装备能够更好的达到设计要求以及技战术指标。本文介绍的射频综合系统是某装甲平台的核心应用,它涉及到射频资源规划、频谱共用与复用、射频综合探测、综合宽带射频网络等先进技术,它的关键设备包括波导口阵列天线、相控阵天线、复合孔径天线、卫星通信天线、导航天线等,通过对这五副天线进行几何建模、数值建模和计算机仿真计算,了解到影响它们天线方向辐射图和天线耦合度的关键因素,针对天线不同的特点提出了两个不同的天线布局方案,通过研究它们加载于装甲平台以及炮塔上的天线辐射方向图和天线耦合度的优缺点,综合考虑结合两个方案的各自优点,最终获得一个较为可靠的天线优化布局方案。文章最后根据GJB1389A-2005《系统电磁兼容性要求》在半电波暗室进行了系统电磁兼容试验验证,选择辐射安全裕度以及系统自兼容两个测试项目,在试验过程中装甲平台上的射频综合系统均未发生故障现象,均可以满足预期的正常工作,证明仿真优化布局设计对整个系统的电磁兼容性提高有很大的帮助。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TJ811;TN03
【部分图文】：

产生边缘

图 3-3 CADFEKO 界面（1）需要建立合适的天线模型，然后把模型处理成适合 FEKO 软件进行求解的仿真模型；（2）在仿真模型上进行激励端口的设定；（3）把每波长剖分为 8-10 份，依照此规则进行剖分所得的仿真模型，重点关注的局部细节可以根据需要适当的加密网络；（4）求解选项的具体设定：指定求解频率范围或者频段范围，指定激励方式幅度的大小或相位的大小，设定需要求解的具体参数，比如最常用的近场、远场以及 S 参数等[34]；（5）用于求解的模型文件*.fek 是在运行模块 PREFEKO 可以得到；（6）进入 POSTFEKO，进行模型及激励选项的设置；（7）运行 FEKO 求解问题；（8）显示并查看计算结果。天线布局主要需要考虑的是天线装机状态下的辐射方向图以及天线间的隔离[35]

图 3-4 EDITFEKO 界面3.4 车辆的三维几何建模由于实际中，装甲平台的车体以及设备结构复杂，如果完全按照真实模型进行建模，必然会增加建模的难度，还会极大的增加仿真运算的内存要求，延长仿真运算的计算时间，根据上文中介绍的某主战装甲平台的一些基本参数，对模型进行了适当的简化处理后，使用电磁仿真软件 FEKO 来进行建模得到了结构相对简单并且仿真精度高的模型[36]。参照国内某主战装甲平台的参数，利用 FEKO 软件中的 CADFEKO 模块进行建模，如图 3-5 所示便是建好的模型图。具体参数如下：（1）炮筒长度为 4 米（2）炮筒直径为 140 毫米（3）负重轮直径为 640 毫米（4）外观尺寸为 7.7 米×3.6 米×2.5 米
【参考文献】

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本文编号：2836914