基于共平台电磁散射与辐射的研究

论文摘要

现代舰船系统中,无线通信设备越来越多,舰船所处的电磁环境越来越复杂,电磁干扰也变的日益严重,无论是无意于扰,还是有意人为脉冲干扰,都严重危害了舰船的正常通信。为解决这一问题,需要深入研究共平台上电磁散射与辐射的问题,本文针对舰船平台上散射体以及电磁脉冲对舰船短波通信设备的干扰进行了系统的研究。本文首先简要介绍了电场积分方程和矩量法的基本原理,并根据所研究散射体的几何特征,给出了三种基函数分别处理散射体的导线部分、导体面部分及线面连接域,然后采用矩量法求解了对称振子与导体板上单极天线的一些特征参数,详细分析了导体板上不同位置的短波天线,以及距天线不同距离的散射体对短波天线辐射特性的影响,并且分析了典型的电磁脉冲,仿真了电磁脉冲与天线耦合特性的响应曲线,并总结了散射体与电磁脉冲对短波天线影响的规律。接下来,根据本文研究的内容,结合舰船短波天线的类型与要求,建立一个舰船模型,重点分析了舰船平台上的散射体对短波频段的舰船天线辐射特性的影响,并且结合舰船电磁兼容的相关知识,为舰船短波天线的布局提供了参考意见。最后针对电磁脉冲对舰船的威胁,做了大量的仿真,指出了脉冲对舰船危害的具体表现形式,为舰船的脉冲加固技术的研究提供了参考数据。本文就共平台上电磁散射与辐射的研究做了大量的仿真,为舰船短波天线的设计及舰船电磁兼容性设计提供了一些有价值的参考意见。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 课题的研究方法与现状
• 1.3 主要内容及结构安排
• 第2章 矩量法与电磁瞬态散射
• 2.1 电场积分方程
• 2.1.1 表面积分方程
• 2.1.2 线积分方程
• 2.2 矩量法基本原理
• 2.3 基函数与试函数
• 2.3.1 导线基函数
• 2.3.2 基于三角片元的RWG基函数
• 2.3.3 线面连接域基函数
• 2.4 基于矩量法的电磁散射瞬态分析
• 2.4.1 HEMP波源
• 2.4.2 MOM与傅里叶变换的结合
• 2.5 本章小结
• 第3章 线天线与线散射体
• 3.1. MOM求解线积分方程
• 3.2 线天线
• 3.2.1 线天线激励模型
• 3.2.2 线天线的电流分布与输入阻抗
• 3.2.3 线天线辐射特性
• 3.3 线散射体
• 3.3.1 激励模型
• 3.3.2 计算实例
• 3.4 本章小结
• 第4章 三维物体散射与辐射特性的分析
• 4.1 三维散射体的矩量法求解
• 4.1.1 基于RWG基函数的矩量法
• 4.1.2 基于连接域基函数的矩量法
• 4.1.3 矩阵方程
• 4.2 金属平台上天线特性分析
• 4.2.1 平台上单根天线的特性分析
• 4.2.2 平台上散射体对天线特性的影响
• 4.3 三维物体散射特性分析
• 4.3.1 三维物体散射场的计算
• 4.3.2 三维物体瞬态散射的分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 舰船系统的电磁特性分析
• 5.1 舰船短波天线介绍
• 5.1.1 概述
• 5.1.2 舰船短波天线
• 5.2 舰船短波天线的辐射特性
• 5.2.1 舰船模型建立
• 5.2.2 舰船多天线模型仿真
• 5.2.3 舰船天线布局
• 5.3 舰船平台电磁散射分析
• 5.3.1 舰船散射场分析
• 5.3.2 电磁脉冲与舰船平台耦合特性的分析
• 5.3.3 舰船电磁脉冲加固技术
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢