水面舰艇上层建筑和桅杆射频综合集成的思考

介绍了水面舰艇射频电子设备的发展情况和国外水面舰艇射频集成、上层建筑(桅杆)射频综合集成情况。指出射频集成和上层建筑(桅杆)射频综合集成是电子、电磁兼容、舰船设计、结构、材料等各学科交叉的系统工程研制项目,应由舰船设计部门与电子设备研制部门大力协同而有步骤地进行。射频集成工作由电子设备研制机构进行。舰船总体研制单位自始至终负责射频集成和上层建筑(桅杆)射频综合集成工作,必须设计制造上层建筑(桅杆)射频综合集成大型模型,进行上层建筑(桅杆)射频综合集成的陆上试验,验证集成射频电子设备性能以及上层建筑(桅杆)射频综合集成后的隐身性和电磁兼容性能;试验成功后装舰。     

舰载通信天线集成发展分析

通过介绍国外先进舰载射频集成的特点,研究分析舰载通信天线集成的发展趋势与特点;从舰船总体时域、空域、频域、功率等资源匹配的角度出发,优化天线口径,选择合适的集成方式,解决水面舰船天线拥挤、电磁兼容性和隐身性差的问题,从而有效提升水面舰船的作战能力.     

水面舰船通信天线集成研究

介绍国外水面舰船天线集成的研究发展状况,结合我国目前的研究情况,具体分析不同类型、不同频段的通信天线集成思路,最后对舰船一体化上层建筑设计中天线集成应考虑的相关问题进行归纳总结。     

集成式上层建筑对舰船平台设计影响综述

集成式上层建筑在有限的空间内实现了众多舰载设施的功能集成,是先进舰船上层建筑技术的发展趋势。集成式上层建筑在使水面舰船面貌耳目一新的同时,也给舰船的诸多方面带来了不同程度的影响。讨论了集成式上层建筑对舰船平台电磁兼容性、稳性、隐身性、烟流和进排气噪声、露天作业以及生命力等方面的影响。在设计过程中,应制定舰船性能的优先级顺序,对这些影响进行综合权衡,以发挥舰船集成式上层建筑的优势。     

封闭式综合集成桅杆风载分布特性研究

为了提高舰船的隐身性能,现代舰船已逐渐开始采用封闭式综合集成桅杆,因此研究典型封闭式综合集成桅杆的风载分布具有重要意义。利用计算流体力学软件对典型的正八面体封闭式综合集成桅杆风载分布进行数值模拟,研究了风向角为0°、12°及22.5°、雷诺数在2.92×106至1.55×107范围内桅杆的风载分布,分析平均压力系数、脉动压力系数及斯特哈尔数随雷诺数的变化规律,以及平均压力系数和脉动压力系数沿桅杆垂向和周向的分布规律。结果表明:平均压力系数和脉动压力系数均随雷诺数的增加而趋于稳定,且其沿桅杆垂向基本呈均匀分布而沿桅杆周向变化较大。     

基于高频算法的舰船电磁环境研究

现代化舰船上装备有大量的电子系统和设备,研究舰船电磁环境对舰船电磁兼容性及其防御力的提高具有重要意义。首先用简单模型验证物理绕射理论(PTD)在计算目标的散射场时能够计算目标阴影区及边缘绕射场。进而采用物理光学法(PO)与PTD相结合的方法计算舰船周围电场强度,并结合美军标MIL-STD-461C,针对电磁辐射对舰船的危害进行初步预估,得出电磁辐射对舰船的危害区域以及对人员的危害区域,且舰船上层建筑所受电磁辐射危害较大。结合几何绕射理论(GTD),计算出从源点到达桅杆处观察点的射线路径,得到引起舰船上层建筑电磁辐射危害较大的原因是电磁波从源点辐射到舰船结构时,在舰船表面发生了多次反射及绕射。结合3种算法研究舰船电磁环境,对于研究舰船电磁兼容具有重要的参考价值。     

舰船电磁兼容设计发展综述

舰船电磁兼容设计是一项系统化工程。新技术、新装备的发展对现代舰船EMC设计提出了更高的要求。在这一背景下,加快提升舰船电磁兼容仿真预测的设计方法和手段,并在完善电磁兼容考核评估方法的同时,大力发展专用的电磁兼容控制装备,才能主动应对新形势下舰船装备发展新趋势所提出的电磁兼容需求。     

采用高频法分析舰船桅杆对总体RCS的影响

对于舰船一类电特大尺寸复杂目标雷达散射截面（RCS）的计算通常都是采用高频法。分析桅杆天线对舰船总体RCS的影响,研究实际应用高频法预测分析舰船RCS特性的一些关键技术。结果表明,天线与天线之间存在的多次散射效应对舰船的总体RCS产生较大的影响。     

集成天线桅杆试验

英国防御评估研究局海洋系统部门完成了一项应用技术研究的第一阶段演示工作，目的在于为未来水面舰船使用先进的集成天线桅杆结构防范风险，并确认其有效性。     

美军综合集成上层建筑(InTop)演示验证项目探析

针对水面舰船上层建筑总体设计中的种种挑战,美国海军通过集成上层建筑(Integrated Topside,InTop)演示验证项目,实现了船载多功能射频孔设计、模块化开放式的射频构架设计和动态资源分配设计,有效提高舰船的电磁频谱作战能力,显著缩减总体资源消耗和全寿命使用花费。本文在梳理InTop项目的研究基础、基本情况、后续衍生项目的基础上,分析该项目解决的关键技术问题,给出了该项目对我国舰船上层建筑综合集成设计及综合射频研究工作的启发和思考。     

舰艇电磁兼容性设计与频谱管理

文章分析了单舰存在的电磁兼容问题,研究了电磁兼容可能存在的解决途经。从设计阶段的电磁兼容性设计到使用阶段的电磁频谱管理,提出舰艇电磁兼容性的相关解决途径,主要包括电子装备及船体的电磁兼容性设计,电磁兼容管理方式和流程,不同类型设备间的电磁频谱冲突调整方法,根据作战阶段和模式确定设备管理权限等。     

水面舰艇集成天线隐身设计技术

阐述了水面舰艇雷达波隐身设计的主要技术措施,强调了发展集成天线技术对提高舰艇隐身性的重要意义,介绍了国外舰艇集成上层建筑的发展动向,提出了未来水面舰艇电子系统,特别是通信系统的集成天线隐身设计的基本设想.     

舰载平面阵天线布置中的电磁兼容性问题及控制措施

以平面阵天线为射频集成系统的典型研究对象,从电磁兼容性层面分别研究平面阵天线装舰的电磁特性、平面阵天线与传统离散天线装舰布置方式的区别,以及平面阵天线间主要的电磁干扰耦合方式。分析并提出阵面天线的应用将使得高场强分布由离散的舰面分布,改变为集中分布并向高空间发展,呈现出立体分布特性;改变原来天线的隔离度特性,将产生新的强近场环境的电磁干扰特征,对舰载天线和电子设备的优化布置产生重大影响。为解决平面阵天线带来的新问题,必须突破的关键技术将涉及辐射源、耦合途径和敏感设备的电磁分析、建模和试验验证等方面,电磁分析需要计入舰船物理环境和天线布置状态的影响。同时,在平面阵天线的优化布置尚无相关标准可依的情况下,可以先通过试验获取不同条件下天线间隔离度数据作为参考,并通过抑制表面波传输等手段进一步控制电磁兼容性。此外,还需加强对上层建筑的空间和频谱的管理,防止各平面阵天线间的相互干扰。     

复合材料—钢混合结构封闭式桅杆振动特性研究

由于隐身性的需求,复合材料—钢混合结构的封闭式桅杆逐渐在舰船上使用。开展了复合材料—钢混合结构封闭式桅杆的模态试验,通过实验检验了桅杆数值计算模型,并采用数值方法研究了雷达罩复合材料夹层板板厚对桅杆和顶部雷达罩振动特性的影响规律,通过研究发现复合材料夹层板振动特性良好。此外,根据八边形桅杆的数值计算结果提出了雷达罩总体和局部振动频率的预测方法,通过四边形和六边形桅杆的检验,证明此种预测方法具有普遍意义,为封闭式综合集成桅杆的结构设计提供了有益的参考。     

雷达辐射近场和天线间耦合度计算方法分析与改进研究

舰船等复杂武器平台由于上层结构的复杂性,其雷达电子战系统天线的辐射近场分布预测和天线间耦合度计算一直是学术界和工程界研究的热点和难点.本文针对复杂平台上典型雷达天线辐射近场的各种主流计算方法进行求解效率、预测精度、工程适用性等方面的综合比较与分析,对复杂环境下雷达天线间耦合度计算方法提出了改进思路,为解决武器平台上雷达电子战系统间耦合能量的计算难题及其电磁兼容设计提供途径.     

国外海军多功能一体化隐形桅杆研究应用现状

随着现代作战舰艇探测设备、通信设备及电子战设备的增加,其电磁兼容和电磁隐蔽问题日益成为影响舰艇作战效能和生存能力的主要问题.为此,针对各种不同探测、通信及电子战设备研究设计一种多功能复合隐形桅杆势在必行.该文论述了美国、英国、意大利、荷兰海军在此方面的研究和应用现状.     

舰船集成上层建筑技术介绍

隐身化是未来水面舰船的突出特征。集成上层建筑技术是舰船隐身最为直接有效的手段。本文阐述了舰船集成上层建筑技术的基本概念,并介绍国外相关技术研究的进展及实船使用情况。     

HZ-1新型高性能舰船用阻尼涂料的研制和应用

通过HZ-1新型高性能舰船用阻尼涂料的研制,提高阻尼性能和施工工艺性能。该研究优化了阻尼层和约束层的组分体系,提高了约束-阻尼复合损耗因子,找出了增宽高低温区的规律,使HZ-1新型高性能舰船用阻尼涂料实现了高性能、宽温域和施工的方便性。HZ-1新型高性能舰船用阻尼涂料综合性能和技术已达国际先进水平,对提高舰船安静性和舒适性具有重要作用,满足现代化高科技战争对舰船的隐身性要求。     

舰船声隐身技术和材料的发展现状与展望

声隐身是隐身舰船的一个重要研究方向。本文概述了舰船声隐身技术和材料的发展现状,重点从材料角度阐述了舰船声隐身的发展方向,同时介绍了几种在舰船声隐身工程中具有应用前景的新材料。     

封闭式桅杆内的电磁干扰试验研究

针对所设计的一种封闭式射频集成桅杆,首先测试桅杆内部两个天线一发一收状态下接收天线射频端口的信号电平,从而判断是否会受到发射天线的电磁干扰。与传统的单纯观察设备的后端显示部分来进行干扰判断不同,射频信号测试与电子设备的后端信号处理能力无关,通过定量评估耦合能量的大小,进而可以总结通用的封闭桅杆的电磁干扰规律。试验结果表明,在封闭桅杆内同层、同面且上下布置的两副板阵天线间存在谐波干扰现象。然后,通过对天线特性、复合带通滤波层板特性、测试数据和桅杆内的电磁干扰路径进行大量、详细的理论分析来判断干扰来源。最终发现,电磁干扰很大程度上是由封闭桅杆内部发射天线的谐波通过天线边缘单元的直接辐射及内壁反射从而耦合到接收天线所造成,这是由于桅杆的封闭特性导致天线发射的带外能量无法射出,从而造成内部设备之间的电磁干扰。最后,针对此现象提出电磁干扰的一些控制措施,例如天线间敷设吸波材料、天线分层布置等。