[發(fā)明專利]一種機載短波與超短波收發(fā)電臺間的天線耦合干擾預(yù)評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410130816.6
• 申請日: 2014-04-02
• 公開（公告）號: CN103927413B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戴飛;包貴浩;蘇東林;劉焱;賈云峰;李文杰;曾達
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務(wù)所11121
• 代理人: 趙文穎

1.一種基于半實物仿真的機載短波與超短波電臺間天線耦合干擾預(yù)評估方法，具體包括以下幾個步驟：

步驟一：建立短波電臺射頻模塊的電路仿真模型，并計算短波電臺的帶外非線性輸出頻譜；

根據(jù)短波電臺射頻模塊的設(shè)計方案，采用仿真軟件建立短波電臺射頻模塊的電路仿真模型，計算短波電臺射頻模塊的帶外非線性輸出頻譜，帶外非線性輸出頻譜包括射頻模塊輸出的基波、2次和3次諧波功率；

步驟二：仿真計算裝機環(huán)境下短波和超短波天線的天線隔離度；

短波天線和超短波天線均位于飛機蒙皮上，采用仿真軟件對飛機進行1:1尺寸建模，將該飛機模型導(dǎo)入到電磁仿真軟件中，對短波和超短波天線的天線隔離度進行仿真，得到短波和超短波天線的天線隔離度；

步驟三：明確短波電臺干擾超短波電臺的判決條件，并進行預(yù)評估的試驗布置；

明確短波電臺干擾超短波電臺的判決條件：

P_ri(f_in)+S_m≥P_s'(f_in)?????（1）

其中，P_s′(f_in)為接收系統(tǒng)的敏感度，S_m為接收機的安全裕度，若P_ri(f_in)+S_m大于P_s'(f_in)，則短波電臺干擾超短波電臺；

其中，

P_ri(f_in)＝P_ti(f_in)+L_tl(f_in)+L_s(f_in)+L_rl(f_in)?????（2）

式中：f_in為能夠落入接收系統(tǒng)通帶內(nèi)的工作頻率，P_ri(f_in)為接收頻帶內(nèi)的某一頻率上從干擾短波電臺耦合到受擾超短波電臺的功率，P_ti(f_in)為短波電臺射頻模塊的帶外輸出信號功率，L_s(f_in)為天線隔離度，L_tl(f_in)為發(fā)射傳輸線損耗，L_rl(f_in)為接收傳輸線損耗；

基于半實物仿真的機載短波與超短波電臺間天線耦合干擾的預(yù)評估試驗布置，包括短波電臺物理模型、功分器、衰減器、數(shù)據(jù)采集卡或頻譜儀、顯示器、超短波接收電臺，其中短波電臺物理模型由PXI控制器、任意波形發(fā)生模塊、上變頻模塊構(gòu)成；物理模型的輸出連接功分器的輸入，功分器的兩個輸出端分別連接衰減器和頻譜儀，衰減器的輸出端連接到超短波電臺的天線端口；

步驟四：獲取用于描述天線耦合干擾的Taylor級數(shù)展開式中未知加權(quán)系數(shù)；

短波電臺物理模型在諧波頻點上的輸出功率P_to(f_in)為：

P_to(f_in)＝P_ti(f_in)+L_s'(f_in)+L_tl(f_in)+L_rl(f_in)-L_divider?????（3）

其中，L_s'(f_in)為經(jīng)衰減器修正后的天線隔離度，L_s'(f_in)＝L_s(f_in)-L_attenuator，L_divider為功分器衰減，L_attenuator為衰減器衰減；

通過公式（3）得到在基波、2、3次諧波頻點上，短波電臺物理模型的輸出功率P_w1、P_w2、P_w3；

設(shè)a₁、a₂、a₃、a₄、a₅分別表示Taylor級數(shù)展開式中加權(quán)系數(shù)，Taylor級數(shù)展開式為：

vo=a1vi+a2vi2+a3vi3+a4vi4+a5vi5+...---(4)]]>

其中，a₁、a₂、a₃、a₄、a₅分別表示加權(quán)系數(shù)，忽略三次方以上的高次項，a₁、a₂、a₃為：

a1=((2Pw1Z0)12-3(2Pw3Z0)12)/Ucm---(5)]]>

a2=2(2Pw2Z0)12Ucm2---(6)]]>

a3=4(2Pw3Z0)12Ucm3---(7)]]>

其中：輸入信號U_c(t)＝U_cmcos(w_ct)，U_cm為電壓幅值，w_c為信號頻率，Z₀表示短波電臺的輸出阻抗；通過式（5）～（7）得到Taylor級數(shù)展開式中未知加權(quán)系數(shù)；

步驟五：將Taylor級數(shù)展開植入短波電臺的物理模型并連接接收設(shè)備；

采用LabVIEW軟件來控制短波電臺物理模型的硬件設(shè)備；通過仿真軟件將Taylor級數(shù)展開式植入到控制短波電臺物理模型中；射頻模塊輸入調(diào)制信號經(jīng)Taylor級數(shù)展開式的非線性處理后生成短波電臺物理模型的輸出信號；

步驟六：判斷超短波電臺實物是否出現(xiàn)敏感現(xiàn)象，觀察數(shù)據(jù)采集卡或頻譜儀顯示的頻譜結(jié)果；

若超短波電臺發(fā)出任何哨叫聲，則判斷超短波電臺出現(xiàn)敏感現(xiàn)象，對短波電臺射頻模塊內(nèi)部電路或放大器技術(shù)指標進行調(diào)整或者優(yōu)化短波天線、超短波天線的布局設(shè)計，然后重復(fù)上述步驟，直到超短波電臺不敏感為止。