舰船天线辐射仿真计算研究.pdf

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1、总第220期舰船电子工程Vo1．32No．102012年第1O期ShipElectronicEngineering77舰船天线辐射仿真计算研究郭霄熊勇陈德喜王立(中国舰船研究设计中心武汉430064)摘要预设计是实现舰船总体电磁兼容性先进的设计方法，而天线辐射效能的仿真计算是预设计手段之一。针对舰船天线布置及设计需求，提出一种天线的建模方法，并根据该方法进行天线辐射效能的仿真计算。首先运用FEKO软件对舰船的一种组合天线进行三维空间参数建模和电激励参数建模，然后根据舰船不同的工作状态进行仿真计算，预测该工作状态下天线的辐射效能，最后对仿真计算结果进行对比分析。为舰船

2、天线设计提供定性的建议和定量的数据，为舰船天线优化布置提供了参考依据。关键词FEK0；天线；辐射效能；仿真计算中图分类号TP391．9EmulationCalculationResearchofShipAntennaRadiationGUOXiaoXIONGYongCHENDexiWANGLJi(ChinaShipDevelop&DesignCenter．Wuhan430064)AbstractPre-designingisanadvanceddesignmethodforrealizingshipcollectivityEMC，andantennaradiatio

3、nefficiencyemulationcalculationisoneofthepre-designingmethods．Thisresearchaimsattheshipantennaarrangementandthedesigndemand，andpreliminarilyestablishesamodelingmethodofantenna，thencalculatestheantennaradiationefficiencybythismethod．Firstly，thisresearchsetashipcombinedantennamodelofthre

4、e-dimensionalspaceparameterandelectricitysourceparameter．Secondly，thisresearchemulationcalculatedaccordingtoship’sdifferentoperationconditions，andf0recastedantennaradiationefficiencyinthisoperationconditiomLastly，thisresearchcomparedandanalyzedtheemulationresults．Thisresearchprovidesqu

5、alitativesuggestandquantificationdataforshipantennadesign，andprovidesreferenceforshipantennamajorizationarrangement．KeyWordsFEKO，antenna，radiationefficiency，emulationcalculationCIassNUl~l6rTP391．9麦克斯韦方程式出发，对于正弦电磁场和线性、各向同性的1引言均匀媒质的情况，求解非齐次赫姆霍兹(Helmholtz)方程，天线辐射环境是关系到电子电气设备以及人员安全、带入天线辐射条

6、件，即可求出其电(磁)矢量位，再由电(磁)正常工作的一种重要环境条件。准确预测天线辐射环境数矢量位求出辐射电磁场。据对于总体电磁兼容设计至关重要_1]。随着高性能计算对于电偶极子天线来说，其近区场强可表示为机和计算电磁学的发展，开发出了许多成熟的电磁场仿真II软件，运用软件仿真已经成为预测电磁场环境数据的重要E⋯=-c删(砉一)er一手段。目前国外已经有比较成熟的电磁场仿真软件，例如IlFEKO、HFSS和CST等等，其中FEK0软件是常用软件之一jsi(砉一)一。利用FEK0软件，国内外已经进行了很多涉及众多领一()(1)域的仿真研究，包括航空、电子仪器等等_5。

7、H一0论文以FEKO软件为基础，针对特殊的舰船天线产生14o：0的电磁场环境，开展了基于FEKO软件的天线辐射环境仿真方法研究，解决了仿真过程中模型的建立，以及电磁解算H=Y．si()方法和网格剖分尺寸等参数的合理设置问题，形成了可供式中，E、、、H、H0、为电场、磁场分量在球坐标系工程应用的天线辐射环境的仿真预测方法。下的三个分量。r、0、为球坐标系的三个坐标，J为电偶极子中电流，z为偶极子长度。2仿真计算基本理论2．1电磁场基本理论对于小电流环构成的磁偶极子天线来说，其近区场可麦克斯韦(Maxwel1)方程是任何电磁计算的基础。从表示为*收稿日期：2012年