【文章內(nèi)容簡介】 方向圖。 飛機機載天線相互干擾的分析 (a)單極天線位置 (b)波音 707機載天線配置 飛機機載天線配置圖 單極天線位于座艙蓋右后側(cè)。其工作波長入等于 2 m～ 3 m。機身總長約 5～ 7倍 λ。機身半徑約為 0． 6λ，天線根部所在機身框架橫斷面 AA39。的等效半徑 re=0． 725 m。 在機身中部左側(cè) B點處有天線 B?，F(xiàn)分析超短波天線 A對天線B有無干擾。 超短波天線方向圖 圖 514發(fā)射天線方向圖 超短波天線是定向發(fā)射天線，它的方向圖如圖 (a)所示。其中主瓣增益 Gm . 式中， (θ2一 θ1)為天線主瓣在球坐標(biāo)系的仰角寬度 。 (φ2一 φ1)為天線主瓣在球坐標(biāo)系的方位角寬度。 天線旁瓣平均增益 GS為 Gs=一 8． 3+0． 5Gm (5． 22) 主瓣仰角 θ和方位角 φ定義為 對于方向圖中主瓣指向機身下方的天線。俯仰角和方位角按下述定義。 式中， Gt為發(fā)射天線 A的增益； Gr為接收天線 B的增益； 、 λ為傳播電磁波的波長； D為兩天線之間電磁傳播的短程線。 天線之間電磁傳播的短程線 為了簡化計算，通常將機身形狀近似成圓錐體和圓柱體模型。這種形狀規(guī)則的旋轉(zhuǎn)幾何體的表面是可以展開成平面的曲面，比較容易計算短程線 一般飛機的機頭部分都做成變截面的橢圓錐體，于是簡化為圓錐體。機身則簡化成圓柱體 米格型飛機天線統(tǒng)計 米格 15 米格 17 米格 17 I 米格 19 米格 21 I 米格 21Ⅱ 米格 23 通信 電 臺 1 1 1 1 1 I 1 無 線電羅盤 2 2 1 1 1 2 2 信 標(biāo) 接收機 1 1 1 1 1 1 1 雷達(dá) 1 1 2 1 1 1 1 回答器 4 4 4 敵 我 識別 器 1 1 1 1 8 8 8 無 線電 高度表 2 2 2 2 2 2 2 警告器 1 1 4 4 近程 導(dǎo) 航 設(shè)備 2 總計 8 9 8 8 18 23 25 天線間的相對位置 (1)兩根天線都在機身圓柱表面上； (2)一根在機身圓柱表面上，一根在圓柱表面外。 (3)兩根天線都在機身圓柱表面外； (4)兩根天線耦合路徑中有機翼或機身遮擋的情況 (1)兩根天線均在機身表面的情況 如果兩根天線均在圓錐體表面上，如圖 5— 16(a)中 P’1(ρl， θ1， z1)和P’2(ρ2， θ2， z2)。圖中采用圓柱坐標(biāo)系， ρ為圓柱面半徑， θ為坐標(biāo) P點在 Oxy平面投影與 x軸的夾角， ρl≠ρ2。 圓錐體表面兩點間的短程線呈螺旋狀，故稱圓錐螺旋線。其長度為 ? 如果兩根天線均在圓柱體表面上，如圖 5—16(b)中 P1(ρ1， θ1， z1)和 P2(ρ2， θ2， z2)，由于 ρl=ρ2=ρ1，圓柱螺旋線的長度 ? 如果一根天線在圓錐表面上，一根在圓柱表面上，則螺旋線的長度等于圓錐螺旋線長度 Dy加圓柱螺旋線長度 Dcy (2)一根天線在機身表面，一根天線在機身外的情況 P1(ρ1， θ1， z1)在圓柱表面上， P2(ρ2， θ2， z2)在圓柱體外面，兩天線短程線應(yīng)為園柱螺旋線 Dcy和直線 Dsl相加。 在 P1和 P2間的連線可以有多值解，而最小值是唯一的。最關(guān)鍵的是確定機身螺旋線與直線的交接點，因直線與圓柱面相切，因此稱為交接切點 Pi。最小短程線的切點坐標(biāo)為 天線 P2的波束指向角 θ2， φ2由下式?jīng)Q定 (3)兩根天線都在機身外的情況 天線 P1(ρl， θ1， z1)和天線 P2(ρ2， θ2， z2)都在圓柱體外， P1和 P2之間的連線也有很多條，但環(huán)繞機身的最短連線只有一條。這條線包括兩段直線和一段圓柱螺旋線。因此在圓柱面上有兩個切點t1和 t2，其坐標(biāo) θt1和 θt2由式 (5． 30)計算。 zt1和zt2計算如下： (4)兩根天線耦合路徑中有機翼或機身遮擋的情況 由于機身或機翼在天線電磁波的傳播路徑中影響了傳輸，使電磁波沿機身表面爬行或沿翼面繞射，此時需考慮遮擋或繞射效應(yīng)。 機身圓柱體的遮擋效應(yīng)，在傳輸函數(shù)中用遮擋因子 SFc表示，可按如下近似式計算： 機翼遮擋天線 P1(ρ2， θ1， z1)到天線 P2(ρ2， θ2，z2)的電磁波傳播，分析機翼的繞射效應(yīng)，用繞射衰減因子 SFw表示 導(dǎo)線對導(dǎo)線的耦合分析 導(dǎo)線在回路中的連接形式 導(dǎo)線與導(dǎo)線感應(yīng)耦合的一般原理 高頻線問耦合分析 傳輸線信號反射定性分析 導(dǎo)線在回路中的連接形式 在電氣設(shè)備、電子儀器和用電裝置中，總是把內(nèi)部連接導(dǎo)線捆扎成一捆捆電纜。這樣既整齊美觀，又堅固便于固定，還有利于維修檢查。但是，這樣卻使電纜內(nèi)部存在著不同程度的導(dǎo)線之間的耦合感應(yīng)作用，嚴(yán)重的會使設(shè)備遭受干擾而導(dǎo)致性能降級或功能不正常。據(jù)統(tǒng)計在一架大型飛機上電纜線質(zhì)量達(dá)數(shù)千 kg。在飛機上發(fā)生的各種類型電磁干擾中有 60％是通過導(dǎo)線耦合路徑發(fā)生的，如圖所示。 電纜中導(dǎo)線之間的耦合干擾是電氣工程中最常見的干擾耦合模式之一。它是對系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備之間進行電磁兼容分析的典型的干擾方式。 在系統(tǒng)內(nèi)部，設(shè)備 (或電路 )相互間的連接導(dǎo)線是構(gòu)成電纜的基本單元。常用的連接導(dǎo)線可分為四類：塑膠絕緣導(dǎo)線、屏蔽導(dǎo)線、雙絞線和同軸電纜線。 任何兩個設(shè)備的相互聯(lián)系都通過導(dǎo)線構(gòu)成閉環(huán)回路，其結(jié)構(gòu)形式可歸納為兩類： (1)單線對地閉合結(jié)構(gòu)，如圖 5— 21(a)所示，回路中電流 i通過共地導(dǎo)體返回。 (2)雙線結(jié)構(gòu)，如圖 5— 21(b)所示，回路電流 i通過兩根導(dǎo)線往返。 在這兩種基本結(jié)構(gòu)形式中，由于使用了不同類型的導(dǎo)線，于是在實際工程中導(dǎo)線對導(dǎo)線相互間的耦合，可以有許多不同的組合，如圖 5— 22所示。 兩個設(shè)備間連線基本結(jié)構(gòu) 圖 521兩個設(shè)備間連線的基本結(jié)構(gòu) 圖 522設(shè)備間連線結(jié)構(gòu)的不同組合 常見連線 在兩個單線對地回路中有： ①兩根塑膠導(dǎo)線之間的耦合。 ②兩根屏蔽線間的耦合。 ⑧一根屏蔽線與一根塑膠導(dǎo)線的耦合。 在雙線往返回路中有： ④兩根塑膠導(dǎo)線間的耦合。 ⑤兩根屏蔽線間的耦合。 ⑥兩根扭絞線的耦合。 ⑦同軸電纜線內(nèi)外層的耦合。 ⑧兩個雙線回路相互串?dāng)_耦合。 導(dǎo)線與導(dǎo)線感應(yīng)耦合一般原理 兩根導(dǎo)線平行放在一起，一根有信號源 Es,其內(nèi)阻抗 Z01,負(fù)載阻抗 ZLl，通過地平面成閉環(huán)。另一根僅有阻抗 Zo2和 ZL2，也是單線對地結(jié)構(gòu)。兩個回路有公共地平面。有信號源的導(dǎo)線稱為發(fā)射線，被感應(yīng)的導(dǎo)線稱為接收導(dǎo)線。兩導(dǎo)線平行重疊的長度稱為有效長度。 在兩導(dǎo)線間同時存在磁場耦合和電場耦合。在信號源頻率較低時，導(dǎo)線的長度 l遠(yuǎn)小于信號波長 λ(l《 λ)，可以用集中的互電感參數(shù) M12和互電容參數(shù) C12來表示電磁耦合。每個導(dǎo)線在自己回路中還有導(dǎo)線電阻對信號電流的影響，導(dǎo)線的自感效應(yīng)及對地的電場感應(yīng)，也分別用等效集中參數(shù) r， L和 Co來描述。因此圖 (a) 共地雙線相互間的感應(yīng)耦合可以表示為圖 (b)的等效電路，導(dǎo)線間的電場感應(yīng)和磁場感應(yīng)近似描述成集中參數(shù)電路。若信號源 Es和各阻抗參數(shù)已知，可計算接收線中 Zoz和 ZL2的感應(yīng)電壓和電流。 導(dǎo)線有效長度和信號波長關(guān)系 兩導(dǎo)線間的有效耦合長度 l應(yīng)遠(yuǎn)小于信號波長 λ的情況，可以認(rèn)為導(dǎo)線上的分布參數(shù)是處處相等的，也就是均勻分布的，因此可以用集中參數(shù)電路來等效分析。 如果信號波長比導(dǎo)線長度短，那么電磁波的變化周期就和它在導(dǎo)線上傳輸?shù)臅r間相近，沿線路長度上電壓 (電流 )的分布不再均勻。一般來說信號頻率越高，線間耦合的不均勻性越嚴(yán)重，因此使用集中參數(shù)來描述線間電磁耦合的誤差越大，于是不再適用。由此可見，只有在導(dǎo)線有效長度與信號波長相比較被認(rèn)為是“足夠短” (l《 λ)的時候，使用集中參數(shù)的等效電路分析才是比較精確的。 電磁兼容工程中頻率的高低是以其波長與電路結(jié)構(gòu)比較來劃分的，一般以波長 λ=10l作為界限， λ10l稱