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

有效

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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機(jī)載短波與超短波收發(fā)電臺(tái)間的天線耦合干擾預(yù)評(píng)估方法，適用于短波電臺(tái)研制期間的電磁兼容性設(shè)計(jì)和機(jī)載短波與超短波收發(fā)天線的優(yōu)化布局設(shè)計(jì)。?

背景技術(shù)

飛機(jī)的大多數(shù)發(fā)射設(shè)備，發(fā)射功率達(dá)幾瓦甚至數(shù)百瓦，除發(fā)射有用信號(hào)外，還會(huì)產(chǎn)生多次諧波和交互調(diào)干擾，在它們進(jìn)行收發(fā)工作時(shí)，飛機(jī)系統(tǒng)內(nèi)將產(chǎn)生較大的復(fù)雜干擾場(chǎng)。而現(xiàn)今無線接收設(shè)備的靈敏度越來越低，對(duì)外界電磁能量的抗干擾能力要求越來越高。因此，機(jī)載收發(fā)設(shè)備間很容易造成電磁干擾問題。大量的工程經(jīng)驗(yàn)表明，收發(fā)設(shè)備間的天線耦合干擾已經(jīng)成為制約飛機(jī)電磁兼容性的關(guān)鍵問題。若采用天線隔離度、全機(jī)相互干擾檢查等系統(tǒng)級(jí)試驗(yàn)方法解決該問題，需要待收發(fā)系統(tǒng)裝機(jī)后方可進(jìn)行，過程極其漫長(zhǎng)，試驗(yàn)成本較高，并且在此時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，較難實(shí)施有效的整改方案。因此，很有必要在收發(fā)系統(tǒng)的研制初期，采用基于半實(shí)物仿真的方法預(yù)測(cè)天線耦合干擾問題，為收發(fā)系統(tǒng)的電磁兼容性設(shè)計(jì)和天線布局優(yōu)化設(shè)計(jì)提供重要的數(shù)值依據(jù)。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提出一種基于半實(shí)物仿真的機(jī)載短波與超短波收發(fā)電臺(tái)間的天線耦合干擾預(yù)評(píng)估方法。?

一種基于半實(shí)物仿真的機(jī)載短波與超短波電臺(tái)間天線耦合干擾預(yù)評(píng)估方法，具體包括以下幾個(gè)步驟：?

步驟一：建立短波電臺(tái)射頻模塊的電路仿真模型，并計(jì)算短波電臺(tái)的帶外非線性輸出頻譜；?

步驟二：仿真計(jì)算裝機(jī)環(huán)境下短波和超短波天線的天線隔離度；?

步驟三：明確短波電臺(tái)干擾超短波電臺(tái)的判決條件，并進(jìn)行預(yù)評(píng)估的試驗(yàn)布置；?

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

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

步驟六：判斷超短波電臺(tái)實(shí)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；?

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：?

(1)在短波電臺(tái)設(shè)計(jì)初期能夠預(yù)測(cè)其裝機(jī)后的帶外非線性干擾，及時(shí)地調(diào)整射頻模塊內(nèi)部電路參數(shù)，并且能夠準(zhǔn)確快速地驗(yàn)證調(diào)整后帶外非線性干擾抑制的效果；?

(2)在機(jī)載天線裝機(jī)前能夠?qū)μ炀€布局的合理性進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)評(píng)估，通過收發(fā)系統(tǒng)真實(shí)的電磁敏感現(xiàn)象，能夠?yàn)樘炀€的優(yōu)化布局提供重要的設(shè)計(jì)依據(jù)。?

附圖說明

圖1是基于半實(shí)物仿真的機(jī)載短波與超短波電臺(tái)間天線耦合干擾的預(yù)評(píng)估流程圖。?

圖2是基于半實(shí)物仿真的機(jī)載短波與超短波電臺(tái)間天線耦合干擾的預(yù)評(píng)估試驗(yàn)布置圖。?

圖3是采用ADS射頻EDA軟件建立短波電臺(tái)射頻模塊的電路模型。?

圖4是射頻模塊輸出的基波、2次和3次諧波功率。?

圖5是采用FEKO軟件對(duì)短波和超短波天線的天線隔離度進(jìn)行仿真的仿真結(jié)果。?

圖6是某WAV格式的音頻文件波形圖。?

圖7是通過Taylor級(jí)數(shù)展開式的非線性處理后生成短波電臺(tái)物理模型的輸出信號(hào)。?

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。?

本發(fā)明是一種基于半實(shí)物仿真的機(jī)載短波與超短波電臺(tái)間天線耦合干擾預(yù)評(píng)估方法，流程如圖1所示，試驗(yàn)布置如圖2所示，具體包括以下幾個(gè)步驟：?

步驟一：建立短波電臺(tái)射頻模塊的電路仿真模型，并計(jì)算短波電臺(tái)的帶外非線性輸出頻譜；?

根據(jù)短波電臺(tái)射頻模塊的設(shè)計(jì)方案，采用ADS射頻EDA軟件建立短波電臺(tái)射頻模塊的電路仿真模型，利用瞬態(tài)(Transient)仿真控制器，仿真計(jì)算短波電臺(tái)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(jì)算裝機(jī)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(jī)蒙皮上，采用CATIA專用軟件對(duì)飛機(jī)進(jìn)行1:1尺寸建模，將該飛機(jī)模型導(dǎo)入到電磁仿真軟件FEKO中，以實(shí)現(xiàn)天線在裝機(jī)環(huán)境下的仿真。采用FEKO軟件對(duì)短波和超短波天線的天線隔離度進(jìn)行仿真計(jì)算。通過天線隔離度的仿真，可以求得在短波電臺(tái)的諧波頻點(diǎn)上超短波電臺(tái)所接收的發(fā)射功率在天線端口間的衰減值(天線隔離度)。?