[发明专利]一种基于工作频率与层次分析法的机载天线布局的量化评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及电磁兼容中对机载天线布局的一种处理方法，更特别地说，是指一种机载天线布局的量化评估方法。

背景技术

当今的直升机系统在有限空间范围内安装大量的电子设备，当所有设备按照其工作模式工作时，会出现彼此间的干扰，很难兼容工作，所以在直升机的方案研制阶段，对直升机整机的电磁兼容性进行评估显得十分重要。

直升机整机电磁兼容性评估主要从四个方面进行，包括有：机载天线布局评估、电磁环境评估、大功率辐射发射评估、以及线缆间耦合评估。其中，机载天线布局评估主要是考察机载带天线设备之间的相互干扰问题，这类干扰是机载设备间相互干扰的主要途径之一。通过工程经验发现，在这类干扰中，短波、超短波电台之间的干扰尤为严重，干扰主要是发射设备的二次、三次谐波通过天线耦合到接收设备中形成。消除设备间干扰的主要手段，就是通过调整、优化天线布局，增大天线间隔离度来实现。在对机载天线进行布局时，当对一个天线的位置进行调整时，同时也影响了该天线与其他天线之间的能量耦合关系，使得在整个布局过程中，很难找到一个折中点使整个系统的天线布局达到最优。

发明内容

本发明的一种机载天线布局的评估方法，该方法步骤一遴选出容易产生相互干扰的天线对，并构建机载天线对集合AU＝{U₁,U₂,U₃,U₄,U₅,U₆}；步骤二计算发射设备的二次、三次谐波在接收设备中的干扰值；步骤三计算发射设备与接收设备的干扰耦合余量S；步骤四计算耦合余量矩阵A；步骤五确定各天线对相对于整机的重要程度，构建权重矩阵W；步骤六确定对于整机的干扰余量超标值z；步骤七对各种方案的评估结果进行排序，确定出机载天线布局的最佳方案。

本发明通过对超短波电台二次、三次谐波对短波、超短波电台干扰的分析，确定短波、超短波天线的优化布局方案。本发明分析了：从发射设备产生干扰信号到干扰信号进入接收设备的整个信号传输过程，通过采用电磁场仿真软件仿真、参照国军标计算、参考工程经验公式及经验值等方法，将干扰信号整个传输过程进行了量化；根据国军标1389A-2005中对于系统间电磁兼容性的要求，本发明将安全裕度值作为一项考核指标，引入到天线间干扰耦合分析当中；本发明采用层次分析法，对各天线对相对于整机的重要程度进行量化评估，从而实现对整机干扰余量的量化分析。通过以上方法，最终实现对于整机天线布局的量化评估，为指导直升机天线布局提供理论依据。

附图说明

图1A是第一种天线的布局示意图。

图1B是第二种天线的布局示意图。

图1C是第三种天线的布局示意图。

图1D是第四种天线的布局示意图。

图1E是短波天线和3个超短波天线之间的互扰图。

图2是本发明机载天线布局的量化评估流程图。

图3是直升机系统中天线接收至发射的信号频段示意图。

图3A是直升机系统中天线至发射模拟图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。

在直升机系统中，短波电台和超短波电台主要用于话音通信和数据传输，根据各电台工作频段和功能性能的要求，直升机系统中通常包括1个短波电台和3个超短波电台，与其对应的有1个短波天线和3个超短波天线（即第一超短波天线、第二超短波天线、第三超短波天线）。根据《电磁兼容工程设计手册》418页，4.2节“天线集合的合理布置”中的设计准则和国军标GJB2746-1996《机载天线通用规范》中4.8“检验方法”中的要求，对短波、超短波天线的设计和布局进行初步确定。在直升机系统中，短波天线以“鞭天线”的形式存在，安装在直升机机身后部，尾梁的侧面，短波天线编号记为A（参见图1E所示），工作频段为2MHz~30MHz；3个超短波天线以“马刀天线”的形式存在，位置初步定在直升机机身后部，尾梁的上方或下方，第一超短波天线编号记为B，工作频段为30MHz~88MHz；第二超短波天线编号记为C，工作频段为108MHz~400MHz；第三超短波天线编号记为D，工作频段为30MHz~88MHz,108MHz~400MHz。由于超短波天线D覆盖了整个超短波工作频段，致使1个短波天线和3个超短波天线存在着如图1E所示的互扰情况，因此需要与超短波天线B和C分开布局，综合上述分析，得到如图1A、图1B、图1C、图1D所示的4种布局方案。