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严重影响海军战斗力,从天线谈舰船电磁兼容



       军用舰船上可谓****,如何充分利用好舰船上的空间是设计师梦寐以求的事情,在舰船的露天部位上,各种船舶设备、武器设备、通信、导航、电子对抗的天线密布。布置这些设备和天线的时候,既要满足本设备的工作要求,又要不干扰别的设备工作,同时还要防止被别的设备干扰,此外,还要考虑设备布置给舰船稳性、舰艇隐身性等诸多方面带来的问题。对于穿透式安装的设备,舰面设备的安装还要与下面舱室情况结合起来统筹考虑,有些设备的布置还要考虑管线的走向和馈线的长度以及制冷系统的布置等等。舰船设备布置设计上的难度极高,绝非简单地把设备堆砌、罗列起来,而是一个统筹规划的复杂设计过程。

        军舰上大量的天线所产生的*大的问题就是电磁兼容问题,因舰船电磁兼容问题解决的不好而发生悲剧的事例较多,1982年马岛战争期间,英国海军“谢菲尔德”号驱逐舰因雷达天线与通信天线之间存在同频干扰的问题,故此在实施通信时短暂关闭了警戒雷达,而正是因为这个举动导致了该舰被阿根廷的“飞鱼”反舰导弹重创并*后沉没,教训可谓沉重。舰船电磁兼容是个世界性难题,在电子信息化快速发展及对体系化作战高度依赖的今天,舰船的电磁兼容设计难度也越来越大,并进而产生了海上作战编队内舰船之间的电磁兼容的问题。

         现代舰船的通信手段能满足从视距到数千公里距离上的通信,能完成从太空、空中、水面、地面和水下的通信。在通信业务上具有明密话语音、人工报、电传报和数据传输的能力,涵盖了卫星通信、短波通信、超短波通信、微波通信、中波通信和甚低频通信等不同的通信方式。通常舰载综合通信系统由卫星通信分系统、短波通信分系统、超短波通信分系统、航空指挥引导通信分系统、宽带传输控制分系统、数据通信分系统、文电处理分系统、频率管制分系统、密码保密分系统、应急救险分系统、舰内通信分系统等组成。综合通信系统通过以太网与舰艇的作战指挥系统连接,成为一个有机整体。现代舰船通信设备的频率更密集,发射功率也更大。同样,舰载雷达、电子对抗的发射功率也都更大,这些电子设备的天线在舰船上如何布置成为舰船设计中的重要难点。

        现代水面作战舰艇为提高作战能力,所装备的雷达、通信、导航、电子对抗系统等电子设备越来越多,对于电磁频谱的依赖性越来越高。电子设备的发展趋势是工作频段宽、功率大、变频跳频工作方式多样化,这导致电子设备之间工作频段交错的范围更宽,相互间的电子频谱冲突更加严重,电磁环境更加恶劣,使得舰艇上的电磁兼容问题愈加突出。现代舰艇由于电磁收发设备和敏感设备较多,而可布置天线的舰面空间有限,大功率发射设备与高灵敏度接收设备同时工作会产生电磁兼容问题,电磁频谱冲突不可避免,电磁兼容设计难度越来越大。

         目前,单舰电磁兼容控制的方式一般主要从三个方面入手,一是优化顶层设计;二是加强电磁兼容施工工艺;三是进行电磁兼容管理。顶层电磁兼容规划设计是在舰艇设计阶段,根据舰艇研制要求的任务使命,通过对设备的频谱分布的对比分析,规划电磁频段,确定工作频率以及射频带宽限制和杂散谐波发射限制等频谱特性要求,力图减少不同电磁收发设备出现频谱冲突,减少电磁兼容控制难度。在舰船总体布置上,将收、发天线分区布置是一个较为有效的办法,也是各国*常用的通行做法,即频率相同或临近的发射天线与接收天线尽量远离,保证天线之间的隔离度。


          中国海军052C和052D型导弹驱逐舰为了减少大功率发射天线对接收天线的干扰,将两幅高灵敏度接收天线布置在前主炮与垂发装置之间,这样可以拉开同频天线之间的距离以增大隔离度,如在052C型舰上就是将H/TJA-403型有源收信天线布置在前主炮后垂发装置前部,该天线隶属舰载综合通信系统的短波综合通信分系统,是H/TJA-403型独立式多路耦合器的天线,该独立式多路耦合器可同时供十多路信号设备使用。

         中国海军舰船电磁兼容设计起步较早,总体水平处于世界先进的行列。中国海军规定,从设备研制之初就必须要提出电磁兼容设计指标,进入系统设计阶段时还要进行系统的电磁兼容设计,在舰船总体设计时还必须进行总体电磁兼容设计,要进行电磁兼容计算和仿真试验,如船舶701设计所在武汉就建有舰船等比例电磁兼容试验场,将电磁兼容问题在设计时就进行彻底解决。舰船在系泊试验和试航期间,还需要进行全舰电磁兼容试验。对于海上作战编队内的电磁兼容试验,我国进行研究也较早,在本世纪初就进行过大型海上编队的电磁兼容测试试验。
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