直升机高度表电磁兼容问题分析研究

根据对直升机无线电高度表显示紊乱故障的分析,在满足机载天线装机规范和实际需求的前提下,以全机电磁兼容设计要求为目标,提出了多种解决方案,并通过使用电磁理论、软件仿真和试验相结合的方法对各方案进行了预估,选取了最优方案,为无线电高度表在直升机上的天线布局提供了重要的指导,也为解决直升机此类电磁兼容问题探索出了一条快速、高效的方法。     

定向耦合器在天线隔离度测试中的应用

飞机机载天线之间可能会因电磁能量互相耦合而产生电磁干扰,天线隔离度测试是验证机载天线布局设计的重要手段之一。根据定向耦合器性能参数定义,通过测量定向耦合器耦合端口和隔离端口的功率值计算出发射天线的净输入功率和接收天线的净输出功率,从而得到天线隔离度。通过机上测试,这种隔离度测试方法简便快捷、稳定可靠,试验结果准确有效。     

机载天线及其布局设计要求

结合机载天线的实际工程应用,从载机平台物理性能、任务系统功能要求、天线方向图覆盖以及系统电磁兼容性等几个方面对如何合理地设计天线布局进行了分析;列举了一些任务系统天线的最优布局位置,进一步说明了合理的天线布局是载机平台的物理性能和系统电气性能的折衷结果,并针对未来机载天线的发展趋势提出了一些看法。     

机载天线隔离度的分析计算与仿真

机载天线间的隔离度是飞机系统电磁兼容性的主要参数之一,用来表征天线间的耦合强弱程度.在实际工程中,飞机上集中了大量天线,使得周围空间电磁环境很复杂.在研究机载天线电磁兼容性时,采用计算天线间的隔离度数值的方法来实现.本文先通过对配置在圆柱体模型上的两个天线的隔离度进行理论分析和计算,然后采用HFSS仿真软件对所需频带内的两个天线隔离度进行了仿真,并将其两者的结果进行了比较,从而实现对整个频带内的天线的电磁兼容性的正确预测和评估.     

机载天线电磁耦合分析

论述如何利用电磁干扰分析表格预测两机载天线间的电磁耦合能量，并提出了减小电磁耦合的措施以及飞机天线耦合的验证方法 。     

新型飞机天线的最佳模糊与灰色布局

6 飞机天线的布置安装准则 天线分系统总的设计目标应能使空、地勤人员和飞机顺利地完成飞行任务,其中包括空、地勤人员能有效地使用机载电子系统,而不会因天线分系统引起故障。设计和布置直接影响着天线分系统的射频能量分布。随着机载天线数量的增加和可利用于天线布置空间的局限,天线分系统的布置和电磁干扰的问题越来越突出,但不能因此降低对天线分系统进行正常工作的要求。     

无人直升机空地数据链机载天线布局仿真与设计

以无人直升机平台的空地数据链机载天线布局设计要求为研究背景,通过使用FEKO通用软件对机身不同区域天线方向图进行仿真,明确天线受飞机平台结构和外挂设备遮挡影响而形成的通信"盲区",通过对机载天线装机位置合理的布局实现空地数据链方位360°、俯仰30°通信,解决空地数据链通信的"盲区"问题。     

荧光灯对自动测试系统电磁干扰与电磁兼容研究

简要讨论了电磁干扰和电磁兼容的基本理论,研究荧光灯的电磁干扰的原理和特性,针对荧光灯对自动测试系统产生的电磁干扰问题,结合自动测试系统自身电磁兼容,提出了解决荧光灯电磁干扰的方案。     

一种电磁兼容工具——计算机分析

航空电子系统之间,存在多种电磁干扰(EMI)的耦合方式。经验表明,最重要的方式是天线—天线的耦合。“机载天线间传播图”(AAPG)计算机程序是一种广泛使用计算机图形,并且是为这种EMI耦合方式而设计的、新颖有力的分析工具。本文论述了这种AAPG之所以是一种优秀的飞机EMI分析程序的理由。文中还介绍了一种能画出机载电子系统所用整个频谱的辅助绘图程序—FPLOT。     

直9系列直升机机载数据传输电缆布线优化分析

直9系列直升机是在法国海豚直升机国产化基础上改进改型形成的快速轻型多用途双发直升机,已生产了十余个型别,是国产直升机的主要机种。经过改型后的直9系列直升机安装了更多的先进机载电子设备和任务设备,设备的信号传输依赖于机载数据传输电缆,数据传输电缆之间的电磁干扰会导致设备不能发挥正常功能,影响了直升机的安全运行和能力发挥。通过对直9系列直升机机载数据传输电缆的仿真分析计算,得到了电缆回路之间的距离、屏蔽层厚度、布线方式与电磁耦合之间的关系。为同类的直升机/飞机的机载数据传输电缆优化布线及电磁兼容设计提供一定参考依据。     

飞行器热天线热电联合计算方法

为了研究高温环境对热天线电性能的影响,提出了一种热电联合计算方法,通过三维热、电信息传递程序实现不同温度区域介电性能的空间加载,以此关联温度场与电磁场网格节点信息,实现温度场-电磁场耦合问题的联合计算。介绍了热电联合计算方法的原理与思路,并以某型热天线为研究对象,考查天线温度分布对电性能的影响程度,为飞行器热天线的精细化设计提供了途径。该方法可应用于热透波结构的高温电性能分析,尤其对于恶劣热环境下的热天线/天线罩设计具有较高的应用价值。     

天线窗材料热透波特性风洞测试方法

高超声速飞行器天线窗材料在等离子体包覆条件下的热响应和热透波特性测试,是分析天线窗材料特性、研究电磁波在等离子体和天线窗中传输特性的基础。针对等离子体和天线窗中电磁波传输特性,采用矢量网络分析仪和标准增益天线组成的电磁波传输测试系统,获得了一定频率的电磁波经过等离子体和高温天线窗之后的衰减;针对高温天线窗自身热响应特性和电磁波在其中的传输特性,研究了天线窗材料在一定热流作用下的温度分布和烧蚀特性,测试了烧蚀后处于高温状态且无等离子体覆盖的天线窗对电磁波的影响,分析了天线窗高温透波特性与常温透波特性的差异。所建立的方法,为在地面等离子体风洞中开展天线窗热透波特性研究、分析天线窗和等离子体耦合作用对电磁波传输特性的影响建立了基础。     

民用飞机甚高频通信天线设计

作为民用飞机甚高频(Very High Frequency,以下简称VHF)通信系统的重要组成部分,VHF通信天线不仅辐射和接收电磁波,还要进行能量转换。VHF通信天线的设计直接影响通信中射频能量的分布,进而影响通信质量和飞行安全。简要介绍了VHF通信系统,并在给出VHF通信天线设计要求的基础上,通过工程实例分析了VHF通信天线的设计过程,最后总结了VHF通信天线设计的特点。     

Neural control of smart electromagnetic structures [patch antennas]

Smart electromagnetic structures (SEMS) are capable of interacting with the surrounding electromagnetic field and responding to it. A system is “smart” when it integrates sensing, processing, and control elements (e.g. antennas, neural networks, diodes) in an autonomous manner. A SEMS capable of tuning frequency autonomously is described. Data are presented showing that the system can extend the useable bandwidth of a microstrip patch antenna in a frequency hop environment to more than twice the static value     

空间大型星载抛物面天线研究进展

抛物面天线作为星载天线的重要组成部分,在深空探测、移动通信、国防事业、气象监测等方面均具有广泛应用,近年来随着上述学科的快速发展,抛物面天线的研究也越来越受到人们的重视。针对空间大型星载抛物面天线的发展与需求,首先系统地概括了国外星载抛物球面天线的发展现状,综述了刚性、网状以及充气式星载抛物球面天线,对各类星载抛物球面天线的结构、性能进行了较为详细的描述和分析,对国内在该领域的部分研究成果进行了简述。然后梳理了星载抛物柱面天线的发展,对国内外具有代表性的抛物柱面天线进行了介绍,对抛物球面天线和抛物柱面天线进行了参数对比与分析。接下来对近年来针对星载抛物面天线的相关技术进行了介绍。最后对星载抛物面天线的发展趋势做了简要分析与预测。     

Space Shuttle UHF communications performance evaluation

Computational investigations and experimental measurements were performed to evaluate the Space Shuttle UHF communication system performance for payload bay antenna at the proposed new location. To insure adequate communication coverage at relocated new location, the link margin for the Extravehicular Activity (EVA) astronauts and between Space Shuttle Orbiter and International Space Station (SSO-ISS) during rendezvous were analyzed. The multipath effects from the vehicle structures surrounding the antenna were investigated. The Radio Frequency (RF) electromagnetic radiation to the Orbiter Docking System (ODS) pyrotechnics was also analyzed to ensure the EMC/EMI compliances.     

基于分布式地面站天线的空间功率合成

卫星导航系统(GNSS)地面站天线对卫星进行上行注入时,信号到达卫星时较弱,容易受到干扰,故地面站注入天线需同时具备平时多目标注入和干扰时单目标功率增强的能力。利用卫星导航系统中地面站之间能够实现精密时间同步的特点,提出了一种基于分布式卫星导航地面站抛物面天线的空间功率合成方法,使用相位预补偿实现分布式天线阵到达目标卫星信号的相位粗同步;分析了相位误差、辐射功率误差对空间功率合成效率的影响,得到了阵元初始相位标定精度与相对定位精度的约束关系;并对合成信号的抗干扰能力和信号质量进行了研究。理论和仿真结果表明,当相位精度因子小于0.2时,4个等辐射功率天线在10°仰角以上波束扫描范围内的功率合成效率均在75%以上,且可以通过控制初始相位标定精度与相对定位精度实现更高的合成效率;而在合成效率要求75%以上时,天线辐射功率误差对合成效率的影响基本可以忽略。采用分布式波束扫描天线能够对地面站上行注入进行功率增强,可实现注入波束和功率的灵活配置,有效解决制约机动式和小型化地面站功率提升的瓶颈问题。     

电磁波频率和天线深度对水下环天线的影响

海水中的环天线是进行水下电磁通信的主要手段,研究其在空气中产生的场具有重要的实际意义。针对这个问题,建立了3层导电媒质(空气、海水、大地)条件下海水中环天线的辐射模型,得到了空气中电磁场的解析表达式。采用控制变量法,仿真分析了电磁波传播频率和发射天线深度对水下环天线在空气中产生的场的影响,为水下电磁通信的实际应用提供了依据。     

Jerusalem十字架型FSS的仿真设计

在飞行器隐身技术的研究中发现,雷达天线系统通常在飞行器鼻锥方向产生很强的RCS贡献[1]。因此,如何减少雷达天线带外的RCS而又保证自身雷达正常工作已成为目标隐身技术中的一个关键课题。文中介绍了由Jerusalem十字架型振子单元构成的带阻式频率选择表面来有效的控制电磁波的传输和反射,利用单个单元和周期性边界条件的性质,采用理想匹配层(PML)吸收边界、周期边界相结合的方法对无限大频率选择表面进行仿真。借助于有限元软件Ansoft HFSS对Jerusalem十字架型FSS进行了软件建模,并对Jerusalem十字架外形及平面波入射角对频率特性的影响分别进行了仿真,给出了表面波频率选择特性随Jerusalem十字架几何参数和平面波入射角的变化而变化的趋势。