舰船短波天线的近场危害研究

【摘要】：由于舰船上的电子设备及各类辐射很多,因此电磁环境很复杂,短波天线由于功率大,近场场强值高,辐射范围广,造成的辐射危害很大,因此研究短波天线的近场危害很有必要。本文以典型舰船为平台,主要研究短波天线(2-30M)的近场辐射危害。首先整体分析船上的综合场强及上层结构对电磁环境的影响,分析出船体最易受辐射危害的区域,然后选取舰船上不同位置的短波天线作为发射天线,采用意大利引进的软件Ship EDF作为仿真工具,经过仿真,得出天线作用于武器装备区域的场强值及危害大小,分析其原因,总结出天线数量及分布对舰船特殊位置如武器装备区域的辐射危害的变化规律,进而给实际中舰船的天线排布及结构布置一定的参考。本文以天线的数值计算方法矩量法为基础,计算短波天线的近场场强值及危害的大小,主要的研究内容包括:1、介绍了天线电磁特性的一般计算方法,论述了各种方法的优缺点及适用范围,最终选取矩量法作为本课题的计算方法。介绍了矩量法并对它的的计算步骤进行推导与分析,为了降低计算的复杂度提高效率,本文采用多层快速多极子算法结合矩量法共同计算。2、基于矩量法,说明了线天线(包括驻波天线与行波天线)的近场计算方法,并进行仿真验证,证明算法的正确性及短波天线的近场分析的必要性。3、建立船模与电磁模型,采用仿真软件Ship EDF,首先在自由空间中独立计算上层建筑参数与天线近场的关系,然后依照相应的标准,基于舰船平台,进行舰船整体电磁环境仿真与分析,最后得到上层建筑对舰船天线的近场辐射危害影响及变化规律。4、重点研究了典型舰船上的短波天线布局对船上天线近场的辐射危害的影响,为舰船天线的合理布局提供参考。实验结果表明,短波天线的近场对舰船上的辐射危害很大,极易给舰船的敏感位置造成危害。本文分析了上层建筑物的排布对天线辐射危害的影响,并且选取不同位置的短波天线作为发射天线,通过仿真手段定量的分析出天线的位置及布局对导弹发射区域辐射危害的影响,分布结果与理论分析吻合,得到了较好的实验结果,给今后的天线布局的实际建设提供参考。