车载天线系统的电磁兼容问题

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1、车载天线系统的电磁兼容问题(摘要：本文采用矩量法和微波网络理论相结台的方法分析了车载多天线系统的电磁兼容问题该方法先将天线系统等效为微波网络，然后采用矩量法求解该等效网络的导纳矩阵Y，利用该导纳矩阵就可求得天线问的耦台度文中也对发射功率较大的天线的近场分布进行了分析．关键词：电磁兼容；矩量法；网络；耦台度；近场随着电子技术、通信技术的快速发展，越来越多的电子设备被集成在一个系统中，同时，一个电子系统可能需要几副甚至十几副工作在不同波段的天线来接收或发射电子信号，倒如一架飞机或一艘军舰上会装载各种各样的完成不同功能的电子设备丑其天线同一系统中不同天线的近场耦合很馒，严重

2、干扰了各收发电台的正常工作，周此怎样预估及避免这种干扰，对于通信设备的正常工作关重要另外当天线发射功率很大时，其周围的电子设备也会受到很强的干扰而无法正常工作．因此天线近场的预估也是电磁兼容的一十重要问题．对于天线特别是线天线的分析计算主要以矩量法(MOM)为主，文献[】，2]对矩量法做了十分详尽的论述．对于耦台度的求解文献[3采用近似公式法，得到较好结果，但只适合于半渡振子之间的耦台；另外还从矩量法求解天线时生成的导纳矩阵中取出两天线馈电段的自导纳和互导纳来计算天线问的耦台度，而两天线间的耦合不仅与导纳矩阵有关，还受天线的馈电方式以及匹配网络的影响因此这些方；击都存

3、在一定的局限性．本文在前人工作的基础上采用矩量法和微渡网络理论相结合的方法，对一复杂车体上的多个天线问的耦合度进行了_十算，并得到大功率发射天线的近场分布，为多天线系统的电磁兼容问题的分析做了十分有意义的尝试2理论分析及矩量法建模对于安装在车辆、飞机等上的线天线多涉及线面连接问题．常用的处理方法是将车体或飞机体用封闭的金属导体面近似，并在导体面上采用磁场积分方程来求解电流分布，在导线上采用电场积分方程来求解，而对于线面相连接的区域比较复杂，其积分域包括直线段和导体面，需要采用电场积分方程和磁场积分方程相结台来求解’采用矩量法进行求解时，首先将线天线分成若干段，将导体面

4、剖分为若干个面元f矩形面元或三角形面元等)；然后选用合适的基函数，井将线上电流J¨)和面上电流，(rj分别展开成这些基函数的叠加在线上本文采用的的展开函数为正弦插值基幽数If)=A+sinknl—)十cosk0(f—f)If一‘l≤／2(1】式中的f．为第i段的中心位置，△．为第i段的长度三个待定参数．B．C中的两个可通过线段两端的电流和电荷连续性条件确定另外一个参数通过矩量法求解．对于面元上的电流，为简化计算采用脉冲基函数展开如下土=[J·，1，(rj)+(‘)](，)t2)式中为第个面元的中心位置．；．(0)和(01是面元上处的两个相互正交的单位切向矢量，(，)为

5、脉冲基函数，当，在第个面元上时(，)=1，否则，(，)=0，参数JI和J2y分别为第个面元上在t【)和t()方向上的表面电流密度，它们也通过矩量法求解在天线和导体面相连接处的电流分布比较复杂，需要进行特殊处理．文献[5～7中都对线面连接的问题进行r分析，图1线面相连处的结构示意罔其中文献[5]采用圆形连接段来处理此类问韪，但它要求圆面半径O．2^的条件．当天线架设位置离导体面边缘时很近时该条件往往无法满足，文献6，7]中介绍的矩形连接段可以克服这一困难如图l示，取线面连接点周围的四个矩形面的区域进行单独处理为保证线面相连区域电流的连续性，ABCD面上电流须满足如下条件

6、v’Js(，Y)=^(，)+『n(、y)(3)式中，)为二维函数，vs为面散度，(，Y)是在ABCD区域上连续的函数，，n是绒面连接处的电流．对式(3)的求解方法有很多，本文处理方法与文献E6]相类似．图2发射大线和接收天线系统示意罔及其等效同络将上述电『癍展开并代人电场或磁场积分方程中，并采用点选配的方法进行检验，就得到了一个矩辟方程，求解该矩阵方程就可得到线上和面上的电流展开系数，进而可得到天线上和面上的电流、周围的近场、天线输^阻抗和远场方向图等参数．对于多天线同的耦合度可通过多端口微渡网络的方法来确定以三个天线为例．如图2示，假定天线I为发射天线，天线2和天线

7、3为接收天线，可将三天线组成的系统等效为三端口微波网络；然后利用导纳矩阵元素求解方法就可得到三端口网络的导纳矩阵已知三端口网络的导纳矩阵后，利用矩阵参数就可求得任意两个天线问的耦合度例如天线I和天线2之间的耦台度为式中．为天线1的输八功率；2为天线2的接收功率；2为天线2的负载导纳；．为端口I的输^导纳，也就是图2所示的线l的输人导纳3算法验证本文算法主要涉及天线同的耦合度的计算问题，F面对本文算法进行验证表1分别给出工作在300MHz的两个半波振子之间的耦台度以及工作在400NHz的两个半波对称振子之间的耦台度在不同间距上的计算值，同时给出利用文献