隐身桅杆与主船体耦合RCS特性研究

隐身桅杆技术是舰船隐身技术发展的重要方向之一,影响隐身桅杆RCS的因素很多,其中,隐身桅杆与主船体间的耦合直接影响RCS的考核结果。首次提出了隐身桅杆与主船体耦合RCS相对增加量的概念,并用以表征其与主船体的耦合特性。采用基于矩量法理论分析桅杆与主船体的耦合影响,研究结果可应用于隐身桅杆RCS综合评价。     

初步设计阶段桅杆外形的隐身性评估与改进

桅杆作为重要的雷达波散射源,将直接影响到整个舰船的隐身性。在舰船设计初期,如何评估和改进桅杆的隐身性显得十分重要。以一个典型的封闭式桅杆为研究对象,分析评估参数对隐身性计算结果的影响,得到该桅杆的主要反射机制,识别出桅杆大部分RCS峰值是由单次反射引起,并给出桅杆外形隐身调整建议。结果显示,若发生横摇,附属平台和桅杆主体结构产生的二面角效应会增强,所得结论可为初步设计阶段舰船桅杆的隐身性评估和改进提供参考。     

两种典型桅杆的多极化RCS统计分析

对舰船RCS基本统计量进行归类和分析,以桁架式和封闭式桅杆缩比模型为研究对象,基于快速多极子方法,对其在各种极化组合下的单站RCS进行计算和统计分析.结果显示：桅杆的RCS随雷达波入射姿态角有较多的起伏,且幅值较大,RCS序列密度峰值偏向低于平均值方向.封闭式桅杆比桁架式桅杆的整体的隐身效果更好,但在当舰船处于最不利角度时封闭式桅杆的隐身效果并不一定占优.RCS分布在不同极化方式下均存在差异,在进行桅杆隐身设计或分类识别时应不建议考评单个极化方式,但可忽略交叉极化工况.     

英国45型驱逐舰桅杆的隐身性能分析

桅杆作为舰船雷达反射的重要源,将直接影响到舰船的整体隐身性能.基于特定的雷达探测条件,采用物理光学法,针对英国45型驱逐舰桅杆RCS的分布情况进行计算,并结合电磁理论对该舰船桅杆的雷达散射机制进行研究.在此基础上,分别以威胁区域内RCS的最大值、平均值、雷达检测的平均概率及大于临界RCS值概率的4种已有指标对不同围板倾角桅杆模型的隐身性能进行多重评估,并提出修改方案.结果表明,原桅杆模型各项指标良好,该舰船桅杆设计较为合理.     

隐身桅杆强度与振动试验研究

以舰船筒型结构的全封闭型隐身桅杆为研究对象，利用比利时LMS公司的SCADAUI数据采集器及CADA—X信号分析系统和相关设备对其进行强度与振动试验，用试验获得的数据与有限元计算的结果相比较，从而验证三维有限元法的可靠性。同时获得了一些关于这种复杂结构形式的桅杆在舰船不同纵(横)摇角、周期、及桅杆压载情况下，结构强度的有意义的研究成果，为隐身桅杆的设计提供参考。     

角度、频率因素对隐身桅杆RCS测量结果影响研究

随着舰船隐身技术逐步发展到指标分配阶段，桅杆作为全舰雷达散射截面的重要焦点已逐渐受到高度重视，研究人员已把桅杆作为独立部件进行研究。通过应用RCS分析软件，全面分析了隐身桅杆RCS测量过程中角度、频率的影响，通过理论分析，推导出了隐身桅杆角度间隔、目标电尺寸和RCS平均值相对误差三者间的关系。在理论分析与资料收集的基础上，给出了隐身桅杆RCS测量频率表。     

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。     

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。     

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。     

国外海军集成桅杆技术发展浅析

现代舰船电子信息设备的大量使用,需要增设各种天线,给舰船上层建筑设计带来诸多困难。为解决天线布置、电磁兼容和雷达散射截面积(RCS)增加等问题,集成桅杆是现代舰船设计的重要标志。文中介绍分析了美国、英国、德国、荷兰和意大利海军舰船采用集成桅杆的先进技术,提出采用系统集成方法将舰船设计中的隐身性、电磁兼容性和上层建筑设计有机地统一起来,使舰船平台的各项性能更好。     

无人潜航器导航通信桅杆雷达散射特性分析

无人潜航器导航通信桅杆作为无人潜航器通信、导航校准等潜望状态时浮出水面的唯一组部件,降低其雷达散射特性是无人潜航器开展综合隐身工作的重要内容之一。本文通过仿真建模,详细分析了L波段、S波段、C波段和X波段等无人潜航器导航通信桅杆雷达散射特性,各波段下导航通信桅杆的RCS均值为0.21 m2,并进行了强散射源分析。通过分析无人潜航器导航通信桅杆的雷达散射特性,对无人潜航器雷达散射特性优化改进、对无人潜航器探测雷达研制具有重要意义。     

桅杆雷达承载平台隐身性能分析

目前,在舰船桅杆设计中存在大量外露的雷达承载平台,在桅杆表面形成突出物,可能产生较强的多重反射。本文基于快速多极子法(FMM)和物理光学法(PO)2种电磁散射计算方法,以某桅杆的雷达承载平台为研究对象,对其电磁散射方式进行分析,研究雷达波参数和外形参数对雷达承载平台RCS的影响。结果表明多重反射是其总体RCS的主要反射源,单次反射是RCS峰值的主要来源。雷达波波长越小,总RCS就越大,极化方向对该模型的电磁反射的影响较小。平台侧面的倾角对雷达承载平台的隐身性能影响较大,端面倾角对隐身性能的影响较为有限,底面倾角的增大会降低平台的隐身性。     

舰艇设备的电磁屏蔽技术

针对当前舰艇电气设备的电磁兼容(EMC)要求越来越高,本文简要介绍了舰艇用设备对电磁干扰(EMI)进行屏蔽的原理,并结合工程实际提出了实施屏蔽措施时应该注意的问题.     

自适应进化策略的舰船全封闭式桅杆动力优化

随着海军装备技术的发展,舰艇的隐身性在军事侦察等领域的作用越来越重要,作为水面舰艇的主要雷达信号反射源,舰船全封闭式桅杆系统的结构与动力优化引起了研究人员的广泛重视。本文系统介绍舰船全封闭式桅杆系统的结构与功能,并结合自适应进化策略和有限元分析算法,建立全封闭式桅杆系统的优化模型,对舰船全封闭式桅杆系统的动力与结构进行优化。     

舰船封闭式桅杆试验方法研究

封闭式桅杆因其良好的隐身性能在舰船上广泛应用。针对封闭式桅杆的结构设计,提出以典型结构部件试验、全结构缩比模型试验和实船跟踪测试试验为内容的多层次系列试验方法。对基于吸盘弹簧秤加载系统的风力作用下桅杆强度试验方法及用于测试摇摆作用下桅杆强度的倒置模型法等多种新的试验方法进行详细论述。结果表明,提出的试验方法准确性高、经济性好、可操作性强,可成功地对封闭式桅杆刚度、强度、振动等力学性能进行全面评估。     

隐身桅杆综合性能分析

介绍进行雷达隐身性能评估的常用数值方法,讨论外形隐身数值分析与整体结构动力学特性数值分析在模型构造的关系,以某型舰桅杆为例,研究电磁散射分析模型与结构有限元分析模型的关系,给出与实验结果吻合的计算结果。     

风载作用下综合集成桅杆动态特性实验研究

综合集成桅杆采用复合材料层合板制造,在风载下的动力性能相比传统桅杆有很大改变.通过水池拖曳实验模拟桅杆受风载时的动力特性,测试压力和加速度等动态响应,分析复合材料层合板的力学特性,并与数值计算结果进行对比分析.结果表明:综合集成桅杆在迎风时的动力响应最大;桅杆复合材料层合板的实验值和计算值吻合良好,其应力值和位移值随载荷的增加呈线性变化,桅杆在流体中运动时不会发生共振.     

综合集成桅杆振动特性研究

采用锤击法对由复合材料和钢材两种材料制造的综合集成桅杆进行了模态实验,将实验结果与有限元计算结果进行对比,二者吻合良好.并研究了板厚和骨材尺寸大小,设备重量以及桅杆外形对桅杆振动特性的影响规律.结果表明,桅杆总体首阶固有频率对板厚和骨材尺寸的变化不敏感,但受主雷达质量比和桅杆外形的影响较大.     

舰船射频综合系统的电磁兼容分析

面向现代海战的需要,世界各国海军都在加大力度,开发研制各型隐身舰船.射频综合系统是实现舰船隐身的必经之路,其中电磁兼容技术是关键技术.描述了舰船射频综合系统的典型布置和结构方式,针对其结构特点,对其电磁兼容特点和干扰形式进行了理论分析,提出了舰船射频综合系统可能出现的电磁兼容问题和相应解决办法,论述了初步的电磁兼容设计和布置方法,为舰船射频综合系统布置的电磁兼容设计与分析提供理论基础.     

水面舰船电磁兼容性数字化设计方法——舰船EMC辅助量化设计平台

随着对现代舰船作战能力需求的大幅提高,舰载电力电子设备配置方案日趋复杂,舰船隐身性、集成性与电磁兼容性(EMC)成为论证和设计的焦点,EMC论证和设计迫切需要向数字化、精确化和智能化方向发展。提出了舰船EMC数字化设计方法,定义并阐述了EMC顶层量化预设计概念和内涵,提出了设备EMC指标设计和预检验方法以及EMC设计流程,并对进行EMC辅助设计的数字化平台功能需求进行了分析。在此基础上,提出了"舰船EMC辅助量化设计平台"框架。该设计平台基于数字化预测的仿真系统,能在一个统一的平台上帮助论证和设计人员解决舰船EMC论证和设计中指标量化、方案优选和定量评价难题,将成为舰船实现EMC数字化论证和设计不可或缺的手段。