[发明专利]一种水下航行器载鞭天线的最佳工作频率确认方法及系统

权利要求书

1.一种水下航行器载鞭天线的最佳工作频率确认方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.将水上部分的鞭天线等效为均匀双传输线的终端开路，获取所述水上部分的鞭天线的输入阻抗；

S2.将所述鞭天线等效为水下部分的均匀双传输线再接入所述水上部分的鞭天线的输入阻抗，获取所述鞭天线的总输入阻抗；

S3.基于包括所述鞭天线的总输入阻抗和水下部分的鞭天线的平均特性阻抗的参数，获取所述鞭天线位于水面处的电流和电压；

S4.基于所述鞭天线位于水面处的电流的共轭数以及所述鞭天线位于水面处的电压，获取可到达水上部分鞭天线的辐射功率；

S5.基于所述可到达水上部分鞭天线的辐射功率，获取所述鞭天线的对外实际辐射功率；

S6.在所述鞭天线的馈电点的总输入功率一定的前提下，获取所述鞭天线的对外实际辐射功率的最大值，所述最大值对应的辐射电磁波的频率即为所述水下航行器载鞭天线的最佳工作频率。

2.根据权利要求1所述的水下航行器载鞭天线的最佳工作频率确认方法，其特征在于，随着所述鞭天线浸入水中的深度逐渐增大，所述鞭天线的对外实际辐射功率会逐渐减小，所述鞭天线的最佳工作频率会逐渐增大。

3.根据权利要求1所述的水下航行器载鞭天线的最佳工作频率确认方法，其特征在于，所述获取所述水上部分的鞭天线的输入阻抗的公式具体为：

；

其中，Z₀₁为水上部分的鞭天线的平均特性阻抗，α₁为第一衰减常数，β₁为第一相移常数，l₁为所述鞭天线露出水面部分的长度，th为双曲正切函数，Z_in(0)为所述水上部分的鞭天线的输入阻抗。

4.根据权利要求3所述的水下航行器载鞭天线的最佳工作频率确认方法，其特征在于，所述获取所述鞭天线的总输入阻抗的公式具体为：

；

其中，Z₀₂为水下部分的鞭天线的平均特性阻抗，α₂为第二衰减常数，β₂为第二相移常数，l₂为所述鞭天线浸入水中部分的长度，Z_in(﹣l₂)为所述鞭天线的总输入阻抗。

5.根据权利要求4所述的水下航行器载鞭天线的最佳工作频率确认方法，其特征在于，所述基于包括所述鞭天线的总输入阻抗和水下部分的鞭天线的平均特性阻抗的参数，获取所述鞭天线位于水面处的电流和电压的公式具体为：

；

其中，U(0)为所述鞭天线位于水面处的电压，I(0)为所述鞭天线位于水面处的电流，U(﹣l₂)为所述鞭天线的馈电点输入的电压，为所述鞭天线的馈电点输入的电流。

6.根据权利要求5所述的水下航行器载鞭天线的最佳工作频率确认方法，其特征在于，所述基于所述鞭天线位于水面处的电流的共轭数以及所述鞭天线位于水面处的电压，获取可到达水上部分鞭天线的辐射功率的公式具体为：

;

其中，P_in(0)为可到达水上部分鞭天线的辐射功率，为所述鞭天线位于水面处的电流I(0)的共轭数。