[发明专利]局部阵面替代满阵面的空间电磁耦合模拟实验方法

说明书

技术领域

本发明涉及电磁兼容测试领域，具体涉及一种局部阵面替代满阵面的空间电磁耦合模拟实验方法。 

背景技术

不同于一般的离散天线，阵面天线通常布置于舰船上层建筑主桅区域，并通常采取共面或非共面（侧面）方式进行布置，阵面之间主要采取垂直隔离。为了满足全空间的搜索、扫描、跟踪，相同的阵面天线通常有4个阵面布置于舰上，因此在上层建筑有限的空间范围内，布置了数量众多的各种不同频段的阵面天线，彼此之间的空间隔离极为有限。由于阵面天线的布置特征，阵面天线之间不存在主波束或小角度旁瓣的直接耦合，主要是端射或大角度旁瓣的耦合。另外舰船平台的上层建筑产生的绕射也是阵面之间耦合的主要途径。因此对于舰船总体电磁兼容设计中，为了准确掌握阵面天线间的耦合效应，需要通过实验掌握各阵间电磁耦合的主要耦合途径以及耦合电平的量级，了解在端射状态下局部阵辐射与全阵辐射的相关性。获得的实验数据可以支持阵面天线电磁干扰耦合的理论分析和预测工作；可以对预测模型进行实验验证；可以指导装舰阵面天线的电磁兼容性设计。 

在以往的离散天线电磁耦合测试中主要测量离散天线间主波束或小角度旁瓣辐射产生的干扰电平，并已形成了相应的测试方法。当阵面天线天线与舰船平台的上层建筑共形布置时，不能采用以往的离散天线电磁耦合测试方法，需要研究新的测试方法以解决阵面天线电磁耦合的测试的难题。另外，在舰船设计初期，一些待装舰的阵面天线处于研制阶段，不能用满阵面进行试验，可采用局部阵面进行试验。通过对局部阵面的干扰耦合测试，可以定性掌握各满阵面之间的耦合特征，指导阵面电磁兼容性设计的方向。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种局部阵面替代满阵面的空间电磁耦合模拟实验方法，通过模拟实验获得的实验数据可以支持阵面天线电磁干扰耦合的理论分析和预测工作；也可以对预测模型进行实验验证，指导装舰阵面天线的电磁兼容性设计。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种局部阵面替代满阵面的空间电磁耦合模拟实验方法，包括以下步骤： 

（1）根据实验测试需求布置局部阵面，所述局部阵面的大小规模为大于等于所模拟满阵面的1/20，或者局部阵面的阵元数大于200个；所述局部阵面具有相控扫描功能；

（2）选取测试探头，所述测试探头采用阵元探头；

（3）根据实验测试需求布置测试探头；

（4）在局部阵面布置测试点；

（5）根据局部阵面干扰耦合测试需求选取测试工况；

（6）设置扫描工况。

局部阵面的大小规模选取是为了保证局部阵面中的90％的阵元具有满阵面的辐射特性。 

阵面天线通常采取共面布置，阵面之间主要通过端射进行干扰耦合，端射场强远小于阵面天线的轴线方向上的辐射场。因此测试时为了减小测试探头对耦合电磁场的影响，本实验方法不采用通常的喇叭作为探头，而采用阵元作为测试探头。 

按上述方案，所述根据实验测试需求布置测试探头包括以下布置方法：   

在测试局部阵面间电磁干扰耦合场随距离变化时，将阵元探头布置在两个局部阵面间的金属壁上，阵元探头通过90度弯曲的SMA型同轴连接器与电缆连接，电缆与测试设备连接；

在测试局部阵面间电磁干扰耦合电平时，将阵元探头布置在接收局部阵面合成器输出端测试干扰耦合电平值。

在测试局部阵面间电磁干扰耦合场随距离变化时，将阵元探头布置在两个局部阵面间的金属壁上，阵元极化与发射阵元极化相同，阵元探头通过90度弯曲的SMA型同轴连接器与电缆连接，电缆与测试设备连接，移动阵元探头的位置就可以测试耦合场随距离的变化趋势。 

按上述方案，所述步骤（3）中布置测试点时要兼顾考虑两个局部阵面的布置方式以及阵元在不同方向上不同的辐射特性。 

对于由印刷阵子组成的局部阵面，为了测试局部阵面在E面和H图面上的辐射场，可在E面和H图面上的金属面上布点。测试点的连线，即布点线是以阵边缘的中点为基准。布点的间距一般以被测对象的波长进行度量，布点间距为2λ～4λ，λ为波长。 

按上述方案，所述步骤（5）中测试工况包括：阵元级辐射测试、象限级辐射测试和阵面级辐射测试。 

阵元级辐射测试时，辐射阵元的选取的原则是，其一，辐射阵元与测试布点线共线；其二，从靠近测试点开始选择逐渐远离测试点；其三，测试时，先固定探头在测试点上，选择不同的辐射阵元进行辐射并测量。