平面相控阵列天线的近场电磁安全分析方法技术

本发明专利技术提供了一种系统平台上平面相控阵列天线的近场电磁安全分析方法，通过计算相控阵天线辐射的近场电磁环境从而分析系统平台上平面相控阵天线附近人员和设备的电磁安全性。平面相控阵天线的近场由每个有源(激励)阵元在阵中的辐射场叠加而获得。平面阵列天线的近场区域相对于阵元来说，已经是远场区域。求解出每个阵元在阵中的辐射远场后，叠加并校正后即可获得阵列天线的近场。根据近场电场数据与电磁安全性标准规定的电场限值比较，来判断系统平台上处于相控阵天线近场的人员和设备的电磁安全性。本方法的每一步都基于严格的理论，理论上的严谨性保证了计算结果的精确性，从而能够精确分析处于天线近场区域的人员和设备的电磁安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于天线与电磁兼容
，尤其涉及一种系统平台(如船舶等)上平面阵列天线的近场电磁安全分析方法。
技术介绍
在安装相控阵雷达天线的系统平台上，相控阵天线辐射的近场电磁环境(通常用电场场强龙描述)会对平台上的人员、设备等带来潜在的电磁安全性问题。一些电磁安全性标准上规定了人员、不同类型设备的电磁安全的电场场强的安全限值，小于限值才能认定为安全。相控阵天线辐射的近场电场场强可以通过试验测试获得，同时也可以通过建立计算模型、编制程序借助计算手段获得，后一种方法有更大的优越性。本专利技术给出了一种通过建立平面相控阵天线的近场电磁环境计算模型、并根据模型的计算结果来实现对系统平台上人员和设备的电磁安全性进行分析的新方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种系统平台上，通过计算平面阵列天线的辐射近场，从而分析处于近场区域的人员和设备等的电磁安全性。本专利技术为解决上述技术问题所采取的技术方案为，其特征在于它包括以下步骤1)求解有源阵元天线在阵中的辐射场取以某一阵元天线为中心的士2λ范围的小阵列，以小阵列中心单元为激励阵元，即有源阵元，其它阵元接匹配负载，这样的小阵列的辐射场视为中心阵元天线在无限阵中受到激励时的辐射场，小阵列的辐射波瓣等价于无限阵中单元波瓣，以代替有源阵元在实际阵列中的波瓣；λ为电磁波的真空波长；将有源阵元天线的辐射场用三维直角坐标表示；对采用一定功率激励的阵元远场的电场强度f，有，r为观察点到原点的距离，观察点位置向量为尸=斤，^为观察点方向的单位向量。对f方向的观察点γ.龙为常量；用直角坐标表示广龙的不同分量Pr-E = rExx + rEyy + rEzz(1)，式中Ex、Ey、Ez均为复数，包含实部和虚部；当尸=^时，尸位置的电场场强为权利要求1.，其特征在于它包括以下步骤1)求解有源阵元天线在阵中的辐射场取以某一阵元天线为中心的士2à范围的小阵列，以小阵列中心单元为激励阵元，即 有源阵元，其它阵元接匹配负载，这样的小阵列的辐射场视为中心阵元天线在无限阵中受 到激励时的辐射场，小阵列的辐射波瓣等价于无限阵中单元波瓣，以代替有源阵元在实际 阵列中的波瓣；\为电磁波的真空波长；将有源阵元天线的辐射场用三维直角坐标表示；对采用一定功率激励的阵元远场的电场强度f，有，r为观察点到原点的距离，观察点位置向量为尸=斤，卩为观察点方向的单位向量。对卩方向的观察点龙为常量； 用直角坐标表示龙的不同分量2.根据权利要求1所述的，其特征在于 所述的步骤4)利用坡印亭矢量积分求出平面阵列天线辐射的总功率为3.根据权利要求1或2所述的，其特征在于所述的步骤1)小阵列的各阵元间距为λ/2，小阵列为9X9呈矩阵排列的阵元阵列。全文摘要本专利技术提供了一种系统平台上，通过计算相控阵天线辐射的近场电磁环境从而分析系统平台上平面相控阵天线附近人员和设备的电磁安全性。平面相控阵天线的近场由每个有源(激励)阵元在阵中的辐射场叠加而获得。平面阵列天线的近场区域相对于阵元来说，已经是远场区域。求解出每个阵元在阵中的辐射远场后，叠加并校正后即可获得阵列天线的近场。根据近场电场数据与电磁安全性标准规定的电场限值比较，来判断系统平台上处于相控阵天线近场的人员和设备的电磁安全性。本方法的每一步都基于严格的理论，理论上的严谨性保证了计算结果的精确性，从而能够精确分析处于天线近场区域的人员和设备的电磁安全性。文档编号G01R29/10GK102539940SQ20111045155公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日专利技术者吴楠, 宋东安, 王春, 谢大刚, 陈亮 申请人:中国舰船研究设计中心本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王春，吴楠，宋东安，陈亮，谢大刚，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：