Электромагнитная совместимость радиоэлектронных устройств: Конспект лекций, Часть 1 (Рассмотрены методы обеспечения электромагнитной совместимости с помощью антенной техники), страница 8

Однако такая модель не может хорошо аппроксимировать фюзеляж и не дает точной оценки ДН в переднем и хвостовом секторах. В дальнейшем для  расчета объемной ДН антенны была принята трехмерная модель фюзеляжа, а поле излучения рассчитывалось методом ГТД. Данный подход давал приемлемые результаты, но основной трудностью было определение геодезических линий. Поэтому была использована модель фюзеляжа в виде тела вращения. Оказалось, что при больших электрических размерах объекта и достаточном удалении антенны от полюсов имеется только четыре главные геодезические траектории: две вдоль главного поперечного сечения и две вдоль главного продольного профиля. Именно эти направления играют наибольшую роль при расчетах ДН в угломестной плоскости. Но и эта модель не охватывает все разнообразие форм фюзеляжей. Результаты исследований влияния корпуса летательных аппаратов (для нескольких типов самолетов: «Boeing-747»,  «ВАС-1-11», «КС-10», «Harrier») на ДН бортовых антенн методом ГТД приведены в [43,51]. Получены сечения ДН как в трех главных плоскостях (азимутальной, угломестной, поперечной), так и в промежуточных. Используемый для моделирования метод ГТД обеспечивает приемлемые результаты, но при этом, к сожалению, не позволяет создать типовую модель фюзеляжа, пригодную одновременно для разных типов самолетов. В частности, модель фюзеляжа в виде эллиптического цилиндра, как показали эксперименты [43,51], не оправдала себя для «Tornado» (его поперечное сечение ближе к прямоугольному) и для «Harrier» (из-за массивных воздухозаборников и конической носовой секции между ними). Особенностью «Boeing-747» является утолщение фюзеляжа в носовой части, что также потребовало специальной модификации его модели.

Более общей является модель в виде составного эллипсоида (двух эллиптических цилиндров, поперечные сечения которых совпадают с профилем фюзеляжа в месте расположения антенны), дополненного рядом проводящих пластин, имитирующих крылья, стабилизаторы, топливные баки, двигатели и  т.д. При анализе такой модели используется  равномерная геометрическая теория дифракции и ее результаты для рассеяния на кромках и углах. По данным [42] такой подход дает точные результаты в диапазоне частот от 100 МГц до 35 ГГц. Результирующее поле антенны представляется суммой составляющих, учитывающих поля, обусловленных прямым и дифрагированным полем на составном эллипсоиде, отражением от крыльев и стабилизаторов, дифракцией на краях пластин, на стыках эллипсоида и пластин, углах пластин, двойным отражением и двойной дифракцией, отражением и дифракцией, дифракцией и отражением. Данный подход [42] применялся для расчета ДН антенн, расположенных на самолетах «Boeing-737», «KC-135», «Cessna 402B», «F-4», «A-10», «C-141» и других.

Другая модель аппроксимации фюзеляжа – две составные поверхности вращения второго порядка, являющихся сечениями круговых или эллиптических цилиндров конечной длины. Крылья и горизонтальные стабилизаторы аппроксимируются плоскими поверхностями, а вертикальный стабилизатор – клином.

Поле излучения бортовой антенны, рассчитываемое методом ГТД, обычно получают суммированием вкладов прямого излучения от источника, излучений, дифрагированных поверхностью, прямыми переотражениями от непосредственного воздействия источника, рассеяния переизлучений от краев тех же поверхностей, излучений, отраженных от поверхностей, на которые падают лучи, дифрагирующие на поверхности фюзеляжа; рассеянных излучений от краев поверхностей, на которые падают лучи, дифрагирующие на поверхности фюзеляжа. Если модель корпуса содержит вершину в виде конических или полусферических частей, то необходимо также учитывать дифрагиро-ванное  излучение от места перехода цилиндра в конус, представляющее, например, частный случай дифракции на клине с изогнутой границей; дифрагирующее излучение на поверхности вершины модели корпуса; излучение, дифрагирующее на острие конуса (в случае конической вершины). Учет этих составляющих поля позволяет достичь точности при расчете ДН и поля в ближней зоне. Единственное ограничение в применении метода ГТД состоит в том, что центры рассеяния должны быть удалены от источника излучения на расстояние, существенно большее длины волны.

2. ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭМС

С ПОМОЩЬЮ АНТЕННОЙ ТЕХНИКИ

2.1. Особенности выбора параметров и конструкции антенн

Как отмечалось выше, одной из важнейших задач при разработке радиоаппаратуры является обеспечение электромагнитной совместимости (ЭМС) различных радиосистем, т.е. обеспечение их одновременного нормального функционирования в условиях реального совместного размещения. Особенно остра эта проблема для бортовой аппаратуры из-за относительно небольших габаритов летательных объектов при довольно большом числе одновременно размещаемых радиосистем [51].

В последние годы роль антенн в различных радиоэлектронных средствах (РЭС), в том числе и в средствах связи, чрезвычайно возросла. Кроме традиционных задач излучения и приема полезных сигналов, обеспечения помехоустойчивости, антенные комплексы в настоящее время решают такие задачи, как пространственно-временная и поляризационно-временная обработка сигналов и помех, адаптация к различным изменениям сигнально-помеховой обстановки, что позволяет существенно улучшить ЭМС РЭС без изменения частотно-временного и энергетического режимов работы РЭС.

При разработке антенных систем с учетом требований ЭМС необходимо принимать во внимание не только требования к индивидуальным характеристикам антенн (усиление, диапазонность, согласование), но и к развязкам между ними    [52-54]. Из почти 30 основных параметров радиоэлектронного оборудования, оказывающих влияние на ЭМС, 12 определяется антенной системой [55].