專利名稱：船載共面布置平面陣天線間電磁耦合的抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁耦合領(lǐng)域，尤其涉及一種船載共面布置平面陣天線間電磁耦合的抑制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代艦船上往往會(huì)裝載有多部平面陣天線，由于上層建筑空間有限，平面陣天線較多情況下采用共面布置，從而導(dǎo)致相互間電磁耦合凸現(xiàn)。因此，如何有效地抑制平面陣天線空間電磁耦合對(duì)于提升艦船的電磁兼容性非常重要。對(duì)于此類問(wèn)題，傳統(tǒng)的電磁耦合抑制方法主要有擋板遮擋。但是這種方法需要在上層建筑上伸出一大塊擋板來(lái)進(jìn)行遮擋，從而顯著的破壞了原有的艦船上層建筑布局。如何在盡量不改變上層建筑布局的情況下，對(duì)電磁耦合實(shí)施抑制成了實(shí)際工程中急待解決的問(wèn)題。此外，擋板遮擋方法只能針對(duì)沿空間傳播的直射電磁波抑制有效，對(duì)于共面布置條件下還存在的耦合表面波無(wú)能為力。因此，針對(duì)艦船平面陣天線間電磁耦合情況，迫切需要尋找一種在基本不改變上層建筑布局條件下、能抑制表面波的電磁稱合抑制方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中缺少在基本不改變上層建筑布局條件下抑制表面波的電磁耦合抑制方法的問(wèn)題，提供一種船載共面布置平面陣天線間電磁率禹合的抑制方法，能夠在基本不改變上層建筑布局條件下，對(duì)表面波的電磁稱合予以有效抑制。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是船載共面布置平面陣天線間電磁耦合的抑制方法，包括以下步驟
(1)利用利用船舶的總體布置確定船上加載的共面布置平面陣天線的電磁耦合參數(shù)；
(2)根據(jù)對(duì)共面布置平面陣進(jìn)行仿真或?qū)崪y(cè)的結(jié)果判斷共面布置平面陣間電磁耦合是以直射電磁波耦合為主，還是以共面布置條件下的表面波耦合為主，或是直射電磁波耦合與表面波耦合并重；
(3)共面布置平面陣間電磁耦合以表面波耦合為主時(shí)，在平面陣間鋪設(shè)一波紋結(jié)構(gòu)用于抑制電磁耦合，所述波紋結(jié)構(gòu)的上端與平面陣面同高；即波紋結(jié)構(gòu)布置為下陷狀態(tài)；
或，共面布置平面陣間電磁耦合是直射電磁波耦合與表面波耦合并重時(shí)，平面陣間鋪設(shè)一波紋結(jié)構(gòu)用于抑制電磁耦合，所述波紋結(jié)構(gòu)的下端與平面陣面同高，即波紋結(jié)構(gòu)布置為上升狀態(tài)。按上述技術(shù)方案，波紋結(jié)構(gòu)為矩形槽型波紋結(jié)構(gòu)。按上述技術(shù)方案，波紋結(jié)構(gòu)為在平板上布置垂直于平板的側(cè)板，各側(cè)板間距相等。按上述技術(shù)方案，所述的波紋結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬尺寸不大于陣面間距。按上述技術(shù)方案，所述的波紋結(jié)構(gòu)的高度為波長(zhǎng)的1/4，波紋結(jié)構(gòu)的槽型單元個(gè)數(shù)不低于10個(gè)，與耦合電磁波傳播方向垂直的長(zhǎng)度不低于5個(gè)波長(zhǎng)，其中波長(zhǎng)是共面布置平面陣天線工作時(shí)電磁波的波長(zhǎng)。 按上述技術(shù)方案，所述的波紋結(jié)構(gòu)采用的材料為金屬。按上述技術(shù)方案，所述的波紋結(jié)構(gòu)的槽型單元個(gè)數(shù)為14.
按上述技術(shù)方案，所述的波紋結(jié)構(gòu)與耦合電磁波傳播方向垂直的長(zhǎng)度為5個(gè)波長(zhǎng)。本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是
I.波紋結(jié)構(gòu)可進(jìn)行兩種狀態(tài)的布置下陷和上升狀態(tài)，靈活多變，較為適合以表面波率禹合為主或直射電磁波稱合與表面波稱合并重的情況。可對(duì)擋板遮擋無(wú)力處理的表面波率禹合予以抑制。2.波紋結(jié)構(gòu)的高度較小。在典型的雷達(dá)微波段S波段以上，波長(zhǎng)/4不超過(guò)2. 5cm，且與天線陣面高度共形，因而對(duì)上層建筑的布局無(wú)影響。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中
圖I是本發(fā)明實(shí)施例的平面陣間鋪設(shè)波紋結(jié)構(gòu)后的俯視 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的平面陣間鋪設(shè)波紋結(jié)構(gòu)為下陷狀態(tài)的示意 圖3是本發(fā)明實(shí)施例的平面陣間鋪設(shè)波紋結(jié)構(gòu)為上升狀態(tài)的示意 圖4是本發(fā)明實(shí)施例的鋪設(shè)的波紋結(jié)構(gòu)的幾何尺寸示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明提供的船載共面布置平面陣天線間電磁耦合的抑制方法，步驟如下
(I)確定船上加載的共面布置平面陣天線的電磁耦合參數(shù)，包括工作頻率，陣面間距
等;
假定天線工作于S波段的中心頻率(3GHz，波長(zhǎng)IOcm)，天線陣面間距為2m。(2)判斷共面布置平面陣間電磁耦合途徑，即判斷以直射電磁波耦合為主，還是以共面布置條件下的表面波耦合為主。通過(guò)仿真計(jì)算或?qū)崪y(cè)以判斷出電磁耦合途徑，在此我們假設(shè)以共面布置條件下的表面波稱合為主。(3)在平面陣間鋪設(shè)波紋結(jié)構(gòu)，波紋結(jié)構(gòu)為下陷狀態(tài)，即波紋結(jié)構(gòu)的上端與平面陣面同高。圖I是在平面陣間鋪設(shè)波紋結(jié)構(gòu)后的俯視圖，其中白線為陣元布置位置。下陷狀態(tài)如圖2所示；當(dāng)共面布置平面陣間電磁耦合是直射電磁波耦合與表面波耦合并重時(shí)，平面陣間鋪設(shè)一波紋結(jié)構(gòu)用于抑制電磁耦合，波紋結(jié)構(gòu)的下端與平面陣面同高，即波紋結(jié)構(gòu)為為上升狀態(tài)，如圖3所示。波紋結(jié)構(gòu)為矩形槽型波紋結(jié)構(gòu)；波紋結(jié)構(gòu)為在平板上布置垂直于平板的側(cè)板，各側(cè)板間距相等，相鄰側(cè)板構(gòu)成的槽型截面為矩形，波紋結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬尺寸不大于陣面間距。
如圖4所示，根據(jù)波長(zhǎng)可計(jì)算得到波紋結(jié)構(gòu)的幾何尺寸，波紋結(jié)構(gòu)的高度為波長(zhǎng)/4，可知高度為2. 5cm，波紋結(jié)構(gòu)的槽型周期個(gè)數(shù)為14，與耦合電磁波傳播方向垂直的長(zhǎng)度為5個(gè)波長(zhǎng)，即與耦合電磁波傳播方向垂直的尺寸0. 5m。應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.船載共面布置平面陣天線間電磁耦合的抑制方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)利用船舶的總體布置確定船上加載的共面布置平面陣天線的電磁耦合參數(shù)； (2)通過(guò)對(duì)共面布置平面陣進(jìn)行仿真計(jì)算或?qū)崪y(cè)的結(jié)果判斷共面布置平面陣間電磁耦合是以直射電磁波耦合為主，還是以共面布置條件下的表面波耦合為主，或是直射電磁波耦合與表面波耦合并重； (3)共面布置平面陣間電磁耦合以表面波耦合為主時(shí)，在平面陣間鋪設(shè)一波紋結(jié)構(gòu)，所述波紋結(jié)構(gòu)的上端與平面陣面同高； 或，共面布置平面陣間電磁耦合是直射電磁波耦合與表面波耦合并重時(shí)，平面陣間鋪設(shè)一波紋結(jié)構(gòu)，所述波紋結(jié)構(gòu)的下端與平面陣面同高。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的船載共面布置平面陣天線間電磁耦合的抑制方法，其特征在于，所述的波紋結(jié)構(gòu)為矩形槽波紋結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船載共面布置平面陣天線間電磁耦合的抑制方法，其特征在于，所述的波紋結(jié)構(gòu)為在平板上布置垂直于平板的側(cè)板，各側(cè)板間距相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的船載共面布置平面陣天線間電磁耦合的抑制方法，其特征在于，所述的波紋結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬尺寸不大于陣面間距。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4所述的船載共面布置平面陣天線間電磁耦合的抑制方法，其特征在于，所述的波紋結(jié)構(gòu)采用的材料為金屬導(dǎo)體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的船載共面布置平面陣天線間電磁耦合的抑制方法，其特征在于，所述的波紋結(jié)構(gòu)的高度為波長(zhǎng)的1/4，波紋結(jié)構(gòu)的槽型單元數(shù)不低于10個(gè)，與耦合電磁波傳播方向垂直的長(zhǎng)度不低于5個(gè)波長(zhǎng)，其中波長(zhǎng)是共面布置平面陣天線工作時(shí)電磁波的波長(zhǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的船載共面布置平面陣天線間電磁耦合的抑制方法，其特征在于，所述的波紋結(jié)構(gòu)的槽型單元個(gè)數(shù)為14。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的船載共面布置平面陣天線間電磁耦合的抑制方法，其特征在于，所述的波紋結(jié)構(gòu)與耦合電磁波傳播方向垂直的長(zhǎng)度為5個(gè)波長(zhǎng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種船載共面布置平面陣天線間電磁耦合的抑制方法，包括以下步驟確定共面布置平面陣天線的電磁耦合參數(shù)；判斷共面布置平面陣間電磁耦合是以直射電磁波耦合為主，還是以共面布置條件下的表面波耦合為主，或是直射電磁波耦合與表面波耦合并重；共面布置平面陣間電磁耦合以表面波耦合為主時(shí)，在平面陣間鋪設(shè)一波紋結(jié)構(gòu)，波紋結(jié)構(gòu)的上端與平面陣面同高；或，共面布置平面陣間電磁耦合是直射電磁波耦合與表面波耦合并重時(shí)，平面陣間鋪設(shè)一波紋結(jié)構(gòu)，波紋結(jié)構(gòu)的下端與平面陣面同高。本發(fā)明波紋結(jié)構(gòu)布置簡(jiǎn)單，靈活多變，適合以表面波耦合為主或直射電磁波耦合與表面波耦合并重的情況下的電磁耦合抑制。
文檔編號(hào)H01Q1/34GK103151614SQ20131005663
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月22日
發(fā)明者方重華, 宋東安, 張崎, 孫光甦, 潘鏡芙 申請(qǐng)人:中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心