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嚴(yán)重影響**戰(zhàn)斗力，從天線談艦船電磁兼容
日期：2024-10-19 08:28
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摘要：
**艦船上可謂****，如何充分利用好艦船上的空間是設(shè)計(jì)師夢寐以求的事情，在艦船的露天部位上，各種船舶設(shè)備、武器設(shè)備、通信、導(dǎo)航、電子對抗的天線密布。布置這些設(shè)備和天線的時候，既要滿足本設(shè)備的工作要求，又要不干擾別的設(shè)備工作，同時還要防止被別的設(shè)備干擾，此外，還要考慮設(shè)備布置給艦船穩(wěn)性、艦艇隱身性等諸多方面帶來的問題。對于穿透式安裝的設(shè)備，艦面設(shè)備的安裝還要與下面艙室情況結(jié)合起來統(tǒng)籌考慮，有些設(shè)備的布置還要考慮管線的走向和饋線的長度以及制冷系統(tǒng)的布置等等。艦船設(shè)備布置設(shè)計(jì)上的難度極高，...
**艦船上可謂****，如何充分利用好艦船上的空間是設(shè)計(jì)師夢寐以求的事情，在艦船的露天部位上，各種船舶設(shè)備、武器設(shè)備、通信、導(dǎo)航、電子對抗的天線密布。布置這些設(shè)備和天線的時候，既要滿足本設(shè)備的工作要求，又要不干擾別的設(shè)備工作，同時還要防止被別的設(shè)備干擾，此外，還要考慮設(shè)備布置給艦船穩(wěn)性、艦艇隱身性等諸多方面帶來的問題。對于穿透式安裝的設(shè)備，艦面設(shè)備的安裝還要與下面艙室情況結(jié)合起來統(tǒng)籌考慮，有些設(shè)備的布置還要考慮管線的走向和饋線的長度以及制冷系統(tǒng)的布置等等。艦船設(shè)備布置設(shè)計(jì)上的難度極高，絕非簡單地把設(shè)備堆砌、羅列起來，而是一個統(tǒng)籌規(guī)劃的復(fù)雜設(shè)計(jì)過程。
軍艦上大量的天線所產(chǎn)生的*大的問題就是電磁兼容問題，因艦船電磁兼容問題解決的不好而發(fā)生悲劇的事例較多，1982年馬島戰(zhàn)爭期間，英國**“謝菲爾德”號驅(qū)逐艦因雷達(dá)天線與通信天線之間存在同頻干擾的問題，故此在實(shí)施通信時短暫關(guān)閉了警戒雷達(dá)，而正是因?yàn)檫@個舉動導(dǎo)致了該艦被阿根廷的“飛魚”反艦導(dǎo)彈重創(chuàng)并*后沉沒，教訓(xùn)可謂沉重。艦船電磁兼容是個世界性難題，在電子信息化快速發(fā)展及對體系化作戰(zhàn)高度依賴的今天，艦船的電磁兼容設(shè)計(jì)難度也越來越大，并進(jìn)而產(chǎn)生了海上作戰(zhàn)編隊(duì)內(nèi)艦船之間的電磁兼容的問題。
現(xiàn)代艦船的通信手段能滿足從視距到數(shù)千公里距離上的通信，能完成從太空、空中、水面、地面和水下的通信。在通信業(yè)務(wù)上具有明密話語音、人工報、電傳報和數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?，涵蓋了衛(wèi)星通信、短波通信、超短波通信、微波通信、中波通信和甚低頻通信等不同的通信方式。通常艦載綜合通信系統(tǒng)由衛(wèi)星通信分系統(tǒng)、短波通信分系統(tǒng)、超短波通信分系統(tǒng)、航空指揮引導(dǎo)通信分系統(tǒng)、寬帶傳輸控制分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信分系統(tǒng)、文電處理分系統(tǒng)、頻率管制分系統(tǒng)、密碼保密分系統(tǒng)、應(yīng)急救險分系統(tǒng)、艦內(nèi)通信分系統(tǒng)等組成。綜合通信系統(tǒng)通過以太網(wǎng)與艦艇的作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)連接，成為一個有機(jī)整體?，F(xiàn)代艦船通信設(shè)備的頻率更密集，發(fā)射功率也更大。同樣，艦載雷達(dá)、電子對抗的發(fā)射功率也都更大，這些電子設(shè)備的天線在艦船上如何布置成為艦船設(shè)計(jì)中的重要難點(diǎn)。
現(xiàn)代水面作戰(zhàn)艦艇為提高作戰(zhàn)能力，所裝備的雷達(dá)、通信、導(dǎo)航、電子對抗系統(tǒng)等電子設(shè)備越來越多，對于電磁頻譜的依賴性越來越高。電子設(shè)備的發(fā)展趨勢是工作頻段寬、功率大、變頻跳頻工作方式多樣化，這導(dǎo)致電子設(shè)備之間工作頻段交錯的范圍更寬，相互間的電子頻譜沖突更加嚴(yán)重，電磁環(huán)境更加惡劣，使得艦艇上的電磁兼容問題愈加突出?，F(xiàn)代艦艇由于電磁收發(fā)設(shè)備和敏感設(shè)備較多，而可布置天線的艦面空間有限，大功率發(fā)射設(shè)備與高靈敏度接收設(shè)備同時工作會產(chǎn)生電磁兼容問題，電磁頻譜沖突不可避免，電磁兼容設(shè)計(jì)難度越來越大。
目前，單艦電磁兼容控制的方式一般主要從三個方面入手，一是優(yōu)化頂層設(shè)計(jì);二是加強(qiáng)電磁兼容施工工藝;三是進(jìn)行電磁兼容管理。頂層電磁兼容規(guī)劃設(shè)計(jì)是在艦艇設(shè)計(jì)階段，根據(jù)艦艇研制要求的任務(wù)使命，通過對設(shè)備的頻譜分布的對比分析，規(guī)劃電磁頻段，確定工作頻率以及射頻帶寬限制和雜散諧波發(fā)射限制等頻譜特性要求，力圖減少不同電磁收發(fā)設(shè)備出現(xiàn)頻譜沖突，減少電磁兼容控制難度。在艦船總體布置上，將收、發(fā)天線分區(qū)布置是一個較為有效的辦法，也是各國*常用的通行做法，即頻率相同或臨近的發(fā)射天線與接收天線盡量遠(yuǎn)離，保證天線之間的隔離度。
中國**052C和052D型導(dǎo)彈驅(qū)逐艦為了減少大功率發(fā)射天線對接收天線的干擾，將兩幅高靈敏度接收天線布置在前主炮與垂發(fā)裝置之間，這樣可以拉開同頻天線之間的距離以增大隔離度，如在052C型艦上就是將H/TJA-403型有源收信天線布置在前主炮后垂發(fā)裝置前部，該天線隸屬艦載綜合通信系統(tǒng)的短波綜合通信分系統(tǒng)，是H/TJA-403型獨(dú)立式多路耦合器的天線，該獨(dú)立式多路耦合器可同時供十多路信號設(shè)備使用。
中國**艦船電磁兼容設(shè)計(jì)起步較早，總體水平處于世界先進(jìn)的行列。中國**規(guī)定，從設(shè)備研制之初就必須要提出電磁兼容設(shè)計(jì)指標(biāo)，進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段時還要進(jìn)行系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì)，在艦船總體設(shè)計(jì)時還必須進(jìn)行總體電磁兼容設(shè)計(jì)，要進(jìn)行電磁兼容計(jì)算和仿真試驗(yàn)，如船舶701設(shè)計(jì)所在武漢就建有艦船等比例電磁兼容試驗(yàn)場，將電磁兼容問題在設(shè)計(jì)時就進(jìn)行徹底解決。艦船在系泊試驗(yàn)和試航期間，還需要進(jìn)行全艦電磁兼容試驗(yàn)。對于海上作戰(zhàn)編隊(duì)內(nèi)的電磁兼容試驗(yàn)，我國進(jìn)行研究也較早，在本世紀(jì)初就進(jìn)行過大型海上編隊(duì)的電磁兼容測試試驗(yàn)。
