严亚龙,柳超,董颖辉,吴华宁

(海军工程大学电子工程学院,430033,武汉)

甚低频发射天线一般占地面积较大,结构组成复杂,例如甚低频T形天线、甚低频伞形天线以及甚低频山谷天线等。以甚低频T形天线为例,它由支撑塔、下引线、地网、平衡塔、天线幕以及其他附加部件组成[1]。天线幕是由在单根或多根单极子直立天线的顶端加一个(或数个)对称或非对称的、水平的终端开路的顶容线组成,以此来改善天线直立部分的电流分布,从而提高天线的辐射效率[2]。每根顶容线的垂度、形态由于气象条件改变而发生变化时,天线的电性能指标也会随之变化。所以在不同工况下对该类型天线电性能研究是十分必要的。

关于不同工况对甚低频发射天线结构影响的研究较多,并得到了一些有意义的结论[3-5],但鲜有各工况下天线结构变化导致其电性能变化的报道。目前,天线结构与电性能协同分析研究主要集中在反射面天线上,文献[6]研究了表面纹理对反射面天线电性能的影响,文献[7-8]就随机表面误差对反射面天线电性能的影响做了研究,文献[9]研究了冲击波与破片联合毁伤对反射面天线电性能的影响。但目前的文献均没有对甚低频发射天线的结构变化对其电性能的影响进行研究。

本文通过采用基于有限元法的通用有限元分析软件ANSYS对天线结构性能进行分析,采用基于矩量法的电磁仿真软件FEKO对天线的电气性能进行分析,同时引入一种针对天线节点信息的提取及转换方法,并结合模型转换后的后处理工作,完成对甚低频发射天线结构与电性能的协同分析。……