摘 要

在舰船海上通信中短波天线应用广泛。短波通信天线的种类也比较多，本文简要的阐述几种短波通信天线。这些天线周围有磁场，这些磁场就会产生电磁辐射，这些电磁辐射会对舰船上的人员和武器弹药产生一定的危害。所以为了保证人员和武器弹药的安全，本文主要研究了短波鞭天线的辐射特性。研究了人员和武器弹药的大致安全距离。

论文主要对几种仿真软件以及天线的参数进行了综述，对常用的舰船通信天线进行了归纳，然后研究了短波鞭天线在不同频率点的辐射特性以及得出了不同频率下人员距离天线的安全范围和武器弹药的安全放置范围。

研究结果表明：人员和武器弹药距离天线一定距离是相对安全的，距离天线较近的时候会受到天线辐射伤害，并给出了人员和武器弹药的安全距离。

关键词：天线参数；鞭天线；辐射特性

Abstract

The short wave antenna is the most widely used one in naval communication. There are many kinds of short wave communication antennas. This paper briefly introduces several kinds of short wave communication antennas. These antennas have magnetic fields around them, and these magnetic fields will produce electromagnetic radiation, which will cause some harm to the personnel on the ship and the weapons and ammunition.

This paper mainly introduces several kinds of simulation software and antenna parameters, introduces several kinds of antennas, and then studies the radiation characteristics of the short-wave whip antenna at different frequency points, and obtains the safe range of people's distance from the antenna and the safe range of weapons and ammunition at different frequencies. Therefore, in order to ensure the safety of personnel and weapons, this paper mainly studies the radiation characteristics of the short-wave whip antenna. The approximate safe distance between men and weapons in the horizontal plane is studied.

The results show that it is relatively safe for people and weapons to be at a certain distance from the antenna, and when they are close to the antenna, they will be harmed by the antenna radiation.

Key words：Antenna parameters; Whip antenna; Radiation characteristics

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 本文主要研究内容 2

第2章 仿真软件介绍 4

2.1常用仿真软件 4

2.1.1 CST仿真软件 4

2.1.2 HFSS仿真软件 4

2.1.3 FEKO仿真软件 5

2.2仿真软件的比较 5

2.3 本章小结 6

第3章 天线的主要参数 7

3.1 天线的输入阻抗 7

3.2 天线的驻波比 7

3.3 天线增益 7

3.4 天线的波瓣宽度 8

3.5 天线的方向图 8

3.6天线的方向系数 8

3.7 本章小结 9

第4章 舰船天线辐射特性分析 10

4.1 舰船通信天线 10

4.1.1中短波天线 10

4.1.2 超短波天线 11

4.2 短波天线常用种类 11

4.2.1 宽频带天线 11

4.2.2 垂直极化天线 11

4.2.3 定向天线 12

4.3 短波鞭天线的辐射特性 12

4.3.1 短波鞭天线的方向图 12

4.3.2人员、武器弹药辐射限值标准 21

4.3.3 人员在天线辐射下安全距离 22

4.3.4武器弹药在天线辐射下安全距离 23

4.4 本章小结 24

第5章 总结与展望 25

参考文献 26

致谢 27

第1章 绪论

1.1 研究背景

近几十年以来，无线电技术迅猛的发展。在近来的海战中，电子战发挥的作用不容小觑，而在电子战中电子信息系统又是顶梁柱。因此，在舰船上雷达和通信天线等应用比较广泛，就导致了在舰上所应用的天线的数量越来越多，天线的种类也同样的越来越多。由历史的数据可知，在七十年代时，美国的“艾森豪威尔”航母上的天线数量是六十年代服役的“小鹰”号航母的一倍。随着时间的推移，在九十年代战舰上的天线平均又是八十年代天线数量和种类的两倍 ^[1]。现在的水面舰船上，拥有大量天线、武器和设备等，它已经是一个很大的整体了。舰船上有许多舰的上层建筑密密麻麻地安装着各建筑，这些建筑上安装着各种各样的装备和装置，这些装置都有它们各自的作用，对舰船的正常运行以及遇到各种各样的状况都起着非常重要的作用 ^[2]。由于舰船上安装着众多的设备，舰船上的空间就显得非常拥挤，尤其是磁场的空间，舰船上本身的建筑以及船体自身和所安装的设备会对天线的磁场有一定的影响，包括挡住了部分天线，还有天线之间的互耦等，这些问题都会影响天线的特性^[3]。所以，在舰船开始制造之前，要预测天线的电磁干扰，大多是通过仿真来进行分析的，目的是来保证舰船成型后整体的电磁兼容 ^[4]。然而，由于各舰船自身的原因，包括：一是它的结构；二是它的外形。由于舰船本身是由金属制造的，并且它的结构是比较复杂的，还有它的整体比较大，导致电磁波的散射、绕射、谐振和耦合等现象更加显著^[5]，这样会使得雷达天线间电磁干扰预测分析存在较大的难度^[6]，所以我们要选择合适的方法来进行仿真。

在舰船上还有我们许多的工作人员，同时，还有放置武器弹药的地方。而天线的辐射会对我们人体和武器弹药产生一定的危害。为了保证工作人员的安全和武器弹药的安全，这个时候我们就需要对舰船上天线进行分析，从而得出人员和武器弹药在舰船上的安全范围，这对于工作人员和武器弹药是非常重要的。

1.2 国内外研究现状

长期以来，无论是国内，还是国外，学者们都在探求着关于磁场计算的方法。总的来说，有以下几种方法。