舰船短波电磁环境仿真建模的工程应用研究

舰船短波电磁环境仿真建模是面向舰船短波大功率天线优化布局、电磁环境精确计算与数字表征、电磁环境计算机模拟的关键技术,要保证舰船电磁环境分布的仿真结果贴近工程实际,必须对舰船电磁环境仿真模型进行精确构建和算法适应性处理。本文针对舰船短波电磁环境分布特征,分析了影响舰船电磁环境仿真准确性的主要因素,结合计算机图形学、计算电磁学和电磁波理论对舰船电磁环境仿真建模的工程应用技术开展了研究,提出了适用于电大尺寸复杂平台电磁环境仿真的优化建模方法。结果表明,该建模方法能满足工程应用需求,与试验数据对比的平均误差小于3dB。     

舰船天线辐射仿真计算研究

预设计是实现舰船总体电磁兼容性先进的设计方法,而天线辐射效能的仿真计算是预设计手段之一。针对舰船天线布置及设计需求,提出一种天线的建模方法,并根据该方法进行天线辐射效能的仿真计算。首先运用FEKO软件对舰船的一种组合天线进行三维空间参数建模和电激励参数建模,然后根据舰船不同的工作状态进行仿真计算,预测该工作状态下天线的辐射效能,最后对仿真计算结果进行对比分析。为舰船天线设计提供定性的建议和定量的数据,为舰船天线优化布置提供了参考依据。     

基于FEKO的舰载多天线耦合计算分析

针对电大复杂舰船环境下多天线间耦合计算的实际问题,采用FEKO软件在船体平台上对舰载天线进行建模与仿真,分别应用MOM、MLFMM等混合算法计算天线S参数;并通过共轭匹配阻抗的方法来预测最坏情况下的天线间耦合情况.     

舰船天线间耦合干扰解决方案探讨

舰船天线间的耦合干扰是舰船电磁干扰的一种重要形式,影响着舰船作战性能的正常发挥.提出采用自适应干扰对消方案来解决舰船天线间的耦合干扰,并通过一个典型算例对这一方案的实施效果进行了数值仿真.仿真结果显示,自适应干扰对消方案在理论上可以比较好的解决舰船天线间的耦合干扰.最后对自适应干扰对消方案的工程实施进行了简单的讨论,指出了一些可能会遇到的问题.     

舰船结构对天线辐射性能影响程度的分析

基于物理光学法及物理绕射理论,应用专用舰船电磁仿真软件Ship-EDF,定量计算分析舰船典型结构对天线辐射性能的影响。分析研究舰船结构对天线反射或散射所引起天线辐射方向图的畸变情况,重点讨论天线上舰前后方向图特性对比和舰船桅杆对天线辐射特性的影响。     

RS103适用性初探

GJB151A/152A是1997年制定的标准,至今已有10年之久,像RS103中关于舰船电场场强的极限值是否仍然适用值得研究.本文利用电磁仿真软件FEKO,对舰船舱室进行了建模以及舱室内电磁环境的仿真计算,得出了舰船电磁环境随舰船甲板上天线数、天线到舱室距离以及天线发射功率变化的规律,给出了其依赖关系,并以此为依据提出了国军标GJB151A/152A中关于RS103辐射敏感限值的初步修正意见.     

基于进化算法的舰船航迹建模与仿真

舰船航迹自动化控制是提高舰船航行安全性的关键所在,将进化算法应用到舰船航迹建模中具有一定的可行性,对降低舰船航行成本、提高舰船航迹的自动化水平起着重要作用。本文概述了进化算法的基本流程和特点,提出基于进化算法的舰船航迹建模,并对舰船航迹建模进行仿真,得出混沌进化算法建模效果优于基本算法建模效果的结论,为提升基于进化算法的舰船航迹自动化控制系统的性能提供参考。     

非线性回波在舰船航向控制系统中的研究

针对海上舰船航向控制问题进行研究。对非线性回波特征分析在舰船航行控制上的应用进行探讨。首先对舰船航行进行数学建模分析,再对航向控制进行建模,并对雷达回波的特性进行详细分析。通过分析捕获到的雷达回波信号相位,得到相位误差信息,进而实现运动补偿,保持舰船航向。最后,以1艘大型舰船为例进行实验仿真,仿真结果证明算法的可行性。     

基于FLUX软件的舰船磁场计算

本文以专用的电磁场有限元分析软件FLUX为仿真计算的平台,对舰船磁场的有限元仿真计算问题进行了研究和探索。通过对舰船实体几何模型的建模、模型的有限元剖分等进行的深入研究,实现了舰船磁场的有限元计算。仿真计算结果经磁性船模实测磁场值验证,其误差小于20％,可应用于工程实践。     

舰船总体任务可靠性的多阶段工程分析法

针对以往舰船总体任务可靠性研究中存在的问题,提出了一种多阶段工程分析方法,对舰船执行任务的各个阶段进行了详细分析,指明了各阶段任务成功的准则及其与舰船总体任务之间的关系;结合舰船执行任务的实际需求,对装备故障与重要程度进行了分析并提出了处理方法,对舰船执行任务的各个阶段进行了任务可靠性建模,综合得出了舰船总体任务可靠性模型。最后,按不同作战背景对舰船的要求进行了讨论,并以舰船执行对空任务为例,通过建模与仿真得出了舰船执行对空作战任务的可靠度,验证了该方法的可行性。     

时域有限差分法在天线辐射可视化中的应用研究

针对常见的舰载单极套筒天线,利用时域有限差分法（FDTD）对仿真空间进行了Yee网格划分,并建立了该天线的数理模型。在工作频率为30MHz时,对天线进行了可视化仿真,通过对天线表面电流的幅度与相位进行分析,验证了模型的正确性以及计算的精确性;同时,利用天线辐射相位分布图直观地分析了天线的辐射过程。仿真结果表明,针对舰载单极套筒天线的FDTD建模方法对舰载天线的辐射分析与工程设计具有一定的指导意义。     

舰船电子装备电磁兼容性故障分析

随着电子信息技术的发展,舰船电子装备的的数量、种类和功能不断增加,舰船电子装备的电磁兼容性故障成为一个突出问题,文章针对这个问题,分别从电磁干扰的起因、诊断思路、模型、电磁兼容性故障等进行了分析研究,并提出了建设性建议,对提高舰船电子装备的复杂电磁环境适应性具有指导作用。     

单舰反导作战舰空导弹与电子战武器使用电磁兼容分析

舰空导弹与电子对抗在综合反导时,往往会存在电磁不兼容的情况。要充分发挥舰艇的综合防御效能,提高单舰反导体系的作战能力,必须充分考虑二者在综合使用时的电磁兼容问题。在对电磁兼容性分析的基础上,针对电磁不兼容情况下两种手段的使用进行了具体分析,给出综合反导中舰空导弹为主,电子对抗为辅的原则。     

一种高频雷达天线的快速分析方法

针对高频雷达天线设计中电磁计算耗时长的问题,提出利用高效的多层快速多极子算法(MLFMA)计算以二元八木天线为基本单元的阵列天线电磁特性参数。根据某高频雷达天线的技术指标,利用数值优化理论优化阵列天线性能,优化后的阵列天线满足了相应的指标要求。仿真结果表明,MLFMA计算高频雷达天线的电磁参数是高效可靠的,能为天线的高效紧凑设计提供指导和参考。     

Research and development of a digital design system for hull structures

Methods used for digital ship design were studied and formed the basis of a proposed frame model suitable for ship construction modeling. Based on 3-D modeling software, a digital design system for hull structures was developed. Basic software systems for modeling, modifying, and assembly simulation were developed. The system has good compatibility, and models created by it can be saved in different 3-D file formats, and 2D engineering drawings can be output directly. The model can be modified dynamically, overcoming the necessity of repeated modifications during hull structural design. Through operations such as model construction, intervention inspection, and collision detection, problems can be identified and modified during the hull structural design stage. Technologies for centralized control of the system, database management, and 3-D digital design are integrated into this digital model in the preliminary design stage of shipbuilding.     

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.     

舰载宽带单极套筒天线的FDTD建模及设计方法研究

为了实现舰载天线的可视化分析与设计,采用时域有限差分法(FDTD)建立了细同轴天线的电磁模型,并基于此模型设计了100~400MHz舰载单极套筒天线。通过仿真计算研究了天线几何参数对天线电性能的影响,仿真结果表明该天线具有宽频带特性,但驻波比在高频段不够理想,因此进一步对天线顶端进行了阻抗加载。研究表明,在天线增益不高的前提下该加载方法有效地将驻波比控制在2.5以下。文中所采用的天线建模、设计、仿真以及电抗加载方法,对舰载天线的优化设计与电磁兼容分析均有一定的参考意义。     

保护装置的电磁兼容控制技术

本文介绍了电磁兼容性设计的一般原则、基本内容,分析了舰船环境中对保护装置产生电磁干扰的来源,对保护装置采取的电磁干扰控制技术进行了阐述.     

滚动导轨结合面参数识别及仿真分析

机械系统仿真分析中,结合面建模准确与否是影响分析结果准确性的重要因素之一.实际工程应用中,通过实验对结合面的参数进行识别并应用于结构有限元建模,可以有效解决有限元建模时对结合面的处理问题.文中通过赫兹接触理论和模态实验法对滚动导轨的结合面参数进行识别,并运用仿真分析验证了有限元建模的准确性.     

辐射式仿真试验三元组天线阵元张角对被试设备性能仿真影响研究

分析天线阵球半径和三元组阵元张角在辐射式半实物仿真试验中对雷达天线性能的影响,给出在暗室设计中这两个重要参数选择的理论依据,并在工程实践中得到了应用。