[发明专利]一种机载短波与超短波收发电台间的天线耦合干扰预评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机载短波与超短波收发电台间的天线耦合干扰预评估方法，适用于短波电台研制期间的电磁兼容性设计和机载短波与超短波收发天线的优化布局设计。 

背景技术

飞机的大多数发射设备，发射功率达几瓦甚至数百瓦，除发射有用信号外，还会产生多次谐波和交互调干扰，在它们进行收发工作时，飞机系统内将产生较大的复杂干扰场。而现今无线接收设备的灵敏度越来越低，对外界电磁能量的抗干扰能力要求越来越高。因此，机载收发设备间很容易造成电磁干扰问题。大量的工程经验表明，收发设备间的天线耦合干扰已经成为制约飞机电磁兼容性的关键问题。若采用天线隔离度、全机相互干扰检查等系统级试验方法解决该问题，需要待收发系统装机后方可进行，过程极其漫长，试验成本较高，并且在此时发现问题，较难实施有效的整改方案。因此，很有必要在收发系统的研制初期，采用基于半实物仿真的方法预测天线耦合干扰问题，为收发系统的电磁兼容性设计和天线布局优化设计提供重要的数值依据。 

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提出一种基于半实物仿真的机载短波与超短波收发电台间的天线耦合干扰预评估方法。 

一种基于半实物仿真的机载短波与超短波电台间天线耦合干扰预评估方法，具体包括以下几个步骤： 

步骤一：建立短波电台射频模块的电路仿真模型，并计算短波电台的带外非线性输出频谱； 

步骤二：仿真计算装机环境下短波和超短波天线的天线隔离度； 

步骤三：明确短波电台干扰超短波电台的判决条件，并进行预评估的试验布置； 

步骤四：获取用于描述天线耦合干扰的Taylor级数展开式中未知加权系数； 

步骤五：将Taylor级数展开植入短波电台的物理模型并连接接收设备； 

步骤六：判断超短波电台实物是否出现敏感现象，观察数据采集卡或频谱仪显示的频谱 结果； 

本发明的优点在于： 

(1)在短波电台设计初期能够预测其装机后的带外非线性干扰，及时地调整射频模块内部电路参数，并且能够准确快速地验证调整后带外非线性干扰抑制的效果； 

(2)在机载天线装机前能够对天线布局的合理性进行有效的预测评估，通过收发系统真实的电磁敏感现象，能够为天线的优化布局提供重要的设计依据。 

附图说明

图1是基于半实物仿真的机载短波与超短波电台间天线耦合干扰的预评估流程图。 

图2是基于半实物仿真的机载短波与超短波电台间天线耦合干扰的预评估试验布置图。 

图3是采用ADS射频EDA软件建立短波电台射频模块的电路模型。 

图4是射频模块输出的基波、2次和3次谐波功率。 

图5是采用FEKO软件对短波和超短波天线的天线隔离度进行仿真的仿真结果。 

图6是某WAV格式的音频文件波形图。 

图7是通过Taylor级数展开式的非线性处理后生成短波电台物理模型的输出信号。 

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。 

本发明是一种基于半实物仿真的机载短波与超短波电台间天线耦合干扰预评估方法，流程如图1所示，试验布置如图2所示，具体包括以下几个步骤： 

步骤一：建立短波电台射频模块的电路仿真模型，并计算短波电台的带外非线性输出频谱； 

根据短波电台射频模块的设计方案，采用ADS射频EDA软件建立短波电台射频模块的电路仿真模型，利用瞬态(Transient)仿真控制器，仿真计算短波电台射频模块的带外非线性输出频谱，带外非线性输出频谱包括射频模块输出的基波、2次和3次谐波功率。 

步骤二：仿真计算装机环境下短波和超短波天线的天线隔离度； 

短波天线和超短波天线均位于飞机蒙皮上，采用CATIA专用软件对飞机进行1:1尺寸建模，将该飞机模型导入到电磁仿真软件FEKO中，以实现天线在装机环境下的仿真。采用FEKO软件对短波和超短波天线的天线隔离度进行仿真计算。通过天线隔离度的仿真，可以求得在短波电台的谐波频点上超短波电台所接收的发射功率在天线端口间的衰减值(天线隔离度)。