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1、第23卷第2期电波科学学报Vol.23,No.22008年4月CHINESEJOURNALOFRADIOSCIENCEApril,2008文章编号100520388(2008)02202522063舰载多天线系统电磁兼容性分析☆赵勋旺张玉梁昌洪(西安电子科技大学天线与微波技术国防科技重点实验室,陕西西安710071)摘要针对舰载多天线系统电磁兼容性(EMC)分析计算量大、耗时过长问题,提出了自动分层的多层快速多极子方法(MLFMA)。采用BiCGStab(l)结合近场预条件方法进行求解,进一步提高了MLFMA的综合效率。为了分析天线间的近场耦合特性,运用微波网
2、络理论结合互易定理给出了任意天线间的隔离度表达式。计算并分析了尺度与真实尺寸相当的某舰船模型上多根超短波天线的辐射方向图和天线间的隔离度。数值结果表明算法准确有效,并且对于电大运载平台中天线布局优化具有一定的指导意义。关键词舰载天线;电磁兼容;方向图;隔离度;多层快速多极子方法中图分类号TN820文献标志码AFastEMCanalysisofmultipleshipborneantennassystemZHAOXun2wangZHANGYuLIANGChang2hong(NationalKeyLaboratoryofAntennasandMicrowaveTe
3、chnology,XidianUniv.,Xi′anShaanxi710071,China)AbstractInordertosolvetheelectromagneticcompatibility(EMC)problemsofmultipleantennasmountedonshipborneplatforms,themultilevelfastmultipoleal2gorithm(MLFMA)withadaptivenumberoflevelsisimplemented.BiCGStab(l)combinedwiththenear2fieldprecon
4、ditionerisadoptedasthesolverandimprovesgreatlytheefficiencyoftheMLFMA.Fortheanalysisofthecouplingbetweenan2tennas,thedefinitionofarbitraryisolationbetweenantennasisputforwardaccord2ingtothemicrowavenetworktheorywiththereciprocitytheoremconsidered.Theradiationpatternandtheisolationre
5、sultsfortheultra2shortwaveantennasmountedonaful2scaleshipmodelareobtainedanddiscussed,whichcangivesignificantin2structionstotheplatform2mountedantennasdesign.Keywordsshipborneantennas;EMC;pattern;isolation;MLFMA降级。为了使天线性能正常发挥,实现良好的电磁1引言兼容性,准确快速分析舰船平台对天线性能的影响电磁兼容(EMC)分析和设计是武器装备必须以及天线
6、之间的相互影响是十分必要的。然而,在考虑的现实问题。尤其在舰船运载平台中,各种用宽频带内分析电大舰船平台中的天线特性,其计算途的天线越来越多,天线受到的电磁干扰(EMI)越量非常大,对现有的电磁场数值方法是一个巨大挑来越严重。此外,舰船平台的存在也会使天线性能战。3收稿日期:2006211215.项目基金:国防支撑技术项目基金资助(41501100114)☆E2mail:xdzxw@126.com252第2期赵勋旺等:舰载多天线系统电磁兼容性分析352作为目前求解积分方程最高效的方法之一,多层快速多极子方法(MLFMA)能够把矩阵向量乘运算2[1]的计算量和内
7、存量从O(N)降低到O(NlogN),这为分析大型目标的电磁特性开辟了新的途径。目前发表的MLFMA方面的文献大多关注于电磁目标[1~3]RCS的求解。[4]课题组早期工作运用FEM结合UTD研究了机载天线的辐射特性。高频方法(UTD、PO等)可以处理电大尺寸运载平台,但是精度较低,不适合图1舰载多天线模型分析天线的近场耦合特性。MLFMA在理论上是NNN严格的,可以达到传统矩量法(MoM)的计算精度,BWJBBWWJJ非常适合精确计算电大平台中天线的近远场特性。J=∑Injn(r′)+∑Injn(r′)+∑Injn(r′)n=1n=1n=1应用MLFMA研究
8、舰载天线EMC特性,以应(2)用广泛的