基于频率选择表面屏蔽的运载平台电磁兼容研究

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本文主要研究了运载平台的电磁兼容性问题。本文着重以国内通信频段(中心频率为2GHz)为例,首先讨论了典型金属体结构之一——凹槽模型在平面波与喇叭天线辐射下的表面电流分布,得出对于凹槽模型,表面电流最大值在两种电磁波以45°辐射时均达到最大的结论。同时还设计并讨论了在加载中心频率为2GHz的带阻型频率选择表面前后,凹槽模型在喇叭天线辐射下表面电场分布变化情况。在天线的辐射下,加载FSS以后的金属表面电场强度大幅降低,FSS对电磁波的屏蔽起到了非常重要的作用,同时计算得出了FSS的屏蔽效能曲线。然后以车辆为例,详细分析了运载平台的电磁兼容性。通过四个实例,微波源以不同方向、不同角度对车辆进行辐射,分析得出车辆的表面电流与表面电场均集中在车窗附近,并通过车窗进入车体内部,然后经过车体的多次反射产生复杂的电磁场,对车内的人体、敏感电子设备(系统)以及危险物品等产生很大危害。将FSS应用于车辆车窗处进行电磁屏蔽,可以使车辆内部的电磁环境得到明显改善。在不同方向、不同角度的电磁波的辐射下,虽然仍然有大量的电磁波集中在车窗附近,但是在车体内部的电场强度明显得到降低。同时在车内选取了车体两个中轴线为参考线,分析了参考线上的电场分布情况,通过对比计算加载FSS前后中轴线上的电场强度的变化,得出了两条中轴线上FSS的屏蔽效能曲线。最后又对高功率车载天线与车辆间的电磁互作用进行了分析,在车载天线正常工作的状态下,大量的电磁波会通过车窗进入驾驶室,对驾驶室内的分系统、设备造成重大影响。将FSS应用于车窗后,对电磁波的屏蔽效果十分明显。通过对比分析阵列天线、车载天线、加载FSS后的车载天线在正常工作情况下,天线的辐射方向图和增益,可知车辆在降低阵列天线的副瓣、增加天线增益等方面作用明显,对天线的口径面的电场分布并无很大影响,而加载FSS并不会影响车载天线的副瓣。
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