مدلسازی و محاسبه تزویج بین آنتن ها روی بدنه هواپیما با استفاده از محاسبه مسیر ژئودزیک

رضوی, سیدمحمدجواد; یوسف زاده, ناصر; محسنی ارمکی, سیدحسین

مدلسازی و محاسبه تزویج بین آنتن ها روی بدنه هواپیما با استفاده از محاسبه مسیر ژئودزیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ مالک اشتر

² دانشگاه مالک اشتر- ارشد/امام حسین ورودی امسال دکترای جنگ الکترونیک

³ دانشیار و هیات علمی دانشگاه صنعتی مالک اشتر تهران

چکیده

چکیده: آنتنهایی که بر روی هواپیما نصب میشوند، لازم است حداقل تزویج متقابل را داشته باشند تا عملکرد فرستنده و گیرندههای مرتبط، مختل نشود به عبارت بهتر، سازگاری الکترومغناطیسی داشته باشند. برای محاسبه تزویج، بایستی مسیر امواج از آنتن فرستنده تا گیرنده را بهدست آورد. در حالتی که آنتنها در دید هم هستند، این مسیر، یک خط مستقیم است. ولی در حالتی که آنتنها در دید هم نیستند، نوعی از امواج سطحی، باعث تزویج متقابل میشوند. بهترین روش برای محاسبه تزویج، بهدست آوردن کوتاهترین مسیر بین آنتنها یا ژئودزیک میباشد. سپس با محاسبه تلفات سطحی مربوط به این مسیر، میزان تزویج بهدست میآید. در حالتی که هواپیما با یک استوانه مدل میشود، محاسبه این مسیر و نیز تلفات سطحی، آسان و عملی میباشد. مزیت این تقریب، سادگی و تعمیمپذیری آن برای هر هواپیما با بدنه استوانهای است. در این تقریب، اثر موانع و نیز تفرق در لبهها، در نظر گرفته نمیشود. در این مقاله، نتایج محاسبه تزویج میان آنتنها و نیز نتایج شبیهسازی و مقادیر اندازهگیری شده در مدل تقریبی هواپیما مقایسه شده است. نشان داده خواهد شد که تحلیل محاسبات بر اساس کوتاهترین مسیر درسختگیرانهترین حالت تزویج، از dB 15 بیشتر نخواهد شد.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.26455153.1394.3.2.6.3

عنوان مقاله [English]

Modeling and Calculation of Coupling Between Antenna on Aircraft by Calculation of Geodesic

چکیده [English]

Antennas that are installed on the aircraft, must have minimum mutual coupling so that the function of the
transmitter and receiver will not be interfered. For coupling calculation, we must obtain wave pass from
transmitter antenna to receiver antenna. In case that antennas are LOS, this pass is a direct pass. But in case
that antennas are NLOS, a kind of surface wave causes mutual coupling. The best way for calculation of
coupling is through obtaining geodesics. Then by calculation of surface loss, we can get the amount of coupling.
if the aircraft is modeled with a cylinder, calculation of geodesics is easy and practical. the advantage of this
approximation is that we can extend it for any aircrafts with cylindrical fuselages. in this approximation, the
effect of obstacles and diffraction in edges is not considered. in this paper, results of mutual coupling
calculation, results of simulation as well as the measured data is compared in approximated model of the
aircraft. It will finally be shown that in the worst case, calculation results are not greater than 15db.

کلیدواژه‌ها [English]

antenna pattern
scattering parameters
creeping wave
emc
UTD

مراجع

[1] M. Thereza and B. Macnamara, “Introduction To Antenna Placement And Installation,” John Wiley & Sons, Ltd, 2010.##

[2] D. Chatterjee, “Evaluation of a class of creeping wave formulation with applications to practical modeling of aircraft antenna EMI coupling problems,” A thesis in the department of Electrical and computer engineering, Concordia University, 1992.##

[3] M. Donald Siegel, “Aircraft Antenna-coupled Interference Analysis,” Electromagnetic Compatibility Symposium Record, IEEE, 1969.##

[4] China owns everything, http://defence.pk/threads/russian-fifth-generation-fighter-to-exceed-rivals.69760/page-13##

[5] A. J. Polo, T. G. Mackay, and A. Lakhtakia, “Electromagnetic Surface Waves,” Elsevier Inc., 2013.##

[6] L. Barclay and L. Barclay, “Propagation of Radio waves,” 3rd Edition, The Institution of Engineering and Technology, 2013.##

[7] I. A. Kotelnikov, “Electromagnetic surface waves on a conducting cylinder,” Elsevier, vol. 379, Issues 16–17, pp. 1187–1195, 19 June 2015.##

[8] W. L. Stutzman, “Antenna Theory and Design,” Third Edition, Wiley, 2013.##

[9] N. .A. Logan, “General R esearch In Diffraction Theory,” Lockheed Aircraft corporation, 1959.##

[10] G. L. James, “Geometrical theory of Diffraction for electromagnetic waves,” Peter Peregrinus LTD, 1976.##

[11] H.-T. Chou, P. H. Pathak, and M. Hsu, “Extended uniform geometrical theory of diffraction solution for the radiation by antennas located close to an arbitrary smooth perfectly conducting convex surface,” Radio Science, vol. 32, no. 4, pp. 1297-1317, July-August 1997.##

[12] M. I. Skolnik, “Introduction To Radar Systems,” third edition, McGraw-Hill, 2001.##

[13] D. A. Bull and B. W. Smithers, “Aerial isolation : a study of the interaction between co-sited aerials,” Radio and Electronic Engineer, vol. 49, Issue 6, 1979.##

[14] D. A. Weston, “Electromagnetic compatibility: principles and applications,” Marcel Dekker Inc., 2000.##

[15] P. H. Pathak and N. N. Wang, “An Analysis Of The Mutual Coupling Between Antennas On A Smooth Convex Surface,” Department of the Navy Naval Air development Center, 1978.##

[16] A. Ghasemi, A. Abedi, and F. Ghasemi, “Propagation Engineering in Radio Links Design,” Springer, 2013.##

[17] M. J. L. Drolet, “Advances in Path Loss Algorithm in the antenna to antenna propagation with AAPG EMC analysis program,” A thesis in the department of Electrical and computer engineering, Concordia University, 1989.##

[18] F. cisco and S. D. Adana, “Practical Applications of Asymptotic Techniques in Electromagnetics,” Artech House, 2011.##

[19] “IPAS Installed Performance of Antennas on AeroStructures,” Contract No AST3-CT-2003-503611, Start date of project: 1st November 2003 Duration: 39 months, 2003.##