[发明专利]腔体结构周围电磁环境强度的判别方法

说明书

技术领域

本发明涉及电磁防护领域，具体涉及一种腔体结构周围电磁环境强度的判别方法。

背景技术

船舶平台上，散射体所包围的开放空间(没有明确的封闭边界)可视为一种腔体结构。 构成腔体结构的散射体为敏感设备。腔体对电磁环境具有放大作用，使得周围敏感设备所处 的电磁环境超过标准规定的限值，进而引发电磁安全性问题。

随着各种载体装备的敏感设备和系统数量增加，使得载体平台空间日渐拥挤，腔体电磁 效应带来的电磁危害性问题将日益严重。因此，在船舶平台总体设计方案初步确定，敏感设 备和强辐射源的几何尺寸和布置位置已知的前提下，如何对强辐射源周围由敏感设备构成的 腔体结构附近电磁环境强度进行预估，是加强敏感设备和船舶平台电磁安全性设计和电磁防 护设计能力的一道难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种腔体结构周围电磁环境强度的判别方法，为敏感 设备电磁安全性设计和电磁防护设计提供参考依据。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：腔体结构周围电磁环境强度的判别方 法，其特征在于：它包括以下几个步骤：

1)依照船舶设计方案，在商用电磁场仿真软件中建立船舶平台，船舶平台上包括辐射天 线和散射体，在两个散射体周围任取一点作为观察点；

2)运用商用电磁场仿真软件，获取观察点的电场强度随辐射天线工作频率的响应曲线， 若响应曲线出现了明显的场强尖峰，则说明这两个散射体构成了腔体结构，并在场强尖峰所 对应的频率时出现腔体电磁效应；

3)设与辐射天线距离较近的散射体为第一个散射体，与辐射天线距离较远的散射体为第 二个散射体，获取辐射天线到第一个散射体的直线距离D、第一个散射体的长度a、第一个 散射体与第二个散射体的间距d、辐射天线的最大尺度L，所有长度单位均为米；

4)第一次判断：通过下列公式判断腔体在辐射天线工作的短波全频段范围内位于辐射天 线的何种场区：

a、若则说明腔体处于辐射天线的近场区；

b、若则说明腔体处于辐射天线的远场区；

c、若或则说明腔体的一部分处于辐射天线的近场区，另 一部分处于辐射天线的远场区；

5)根据第一次判断结果，判别腔体周围电磁环境强度：

若腔体处于的场区为上述步骤a，则说明腔体周围电场强度较大，结束判断；若腔体处 于的场区为上述步骤b，则说明腔体周围电场强度较小，但腔体电磁效应依旧存在，结束判 断；若腔体处于的场区为上述步骤c，则进行第二次判断。

6)第二次判断：依据出现腔体电磁效应的频率f′，判断出现腔体电磁效应时腔体所处 辐射天线的场区，f′单位为MHz：

d、若则说明此时腔体处于近场区；

e、若则说明此时腔体处于远场区；

f、若且则说明此时腔体的一部分处于辐射天线的近场 区，另一部分处于辐射天线的远场区；

7)根据第二次判断的结果，判别腔体结构周围电磁环境强度：

若腔体处于的场区为上述步骤d，腔体周围电场强度较大；若腔体处于的场区为上述步 骤e，腔体周围电场强度较小但腔体电磁效应依旧存在；若腔体处于的场区为上述步骤f，腔 体周围电场强度次之。

按上述方案，所述的商用电磁场仿真软件为FEKO软件。

按上述方案，所述的船舶平台上包括有两个或两个以上散射体。

本发明所依据的电磁学理论为：围绕着辐射天线的场可划分为两个主要的区域，接近天 线的区域称为近场区或菲涅耳(Fresnel)区，离辐射天线较远的称为远场区或夫琅和费 (Fraunhofer)区。两区的分界面可取为半径式中，R表示从观察点到天线的距离； L表示天线的最大尺度；λ表示工作波长。根据上述近远场关系式，构建了其与第一个散射 体长度a、两个散射体间距d、辐射天线到第一个散射体的直线距离D之间的相关性，从而 初步判别出腔体在辐射天线工作频率的短波全频段范围内位于辐射天线的何种场区。

在短波全频段范围内，腔体全部位于天线的近场区，则满足如下关系式：