【摘要】：為實(shí)現(xiàn)“在通信設(shè)備功能指標(biāo)的設(shè)計(jì)階段分析、預(yù)測(cè)所有設(shè)備上艦后艦船總體的電磁兼容性,并提供有效的、可操作性強(qiáng)的電磁兼容指標(biāo)優(yōu)化方案,以滿足既定的設(shè)備間電磁兼容性要求”這一目標(biāo),本文深入研究并解決了下列問(wèn)題:第一,干擾設(shè)備耦合至敏感設(shè)備的電磁干擾功率計(jì)算。考慮到數(shù)值算法耗時(shí)過(guò)大而難以適應(yīng)啟發(fā)式隨機(jī)智能算法在電磁兼容性優(yōu)化中的應(yīng)用,故采用非理想情況下的弗里斯傳輸方程來(lái)計(jì)算干擾值,并對(duì)所涉及到的函數(shù)進(jìn)行模型化處理。第二,多個(gè)通信設(shè)備所構(gòu)成系統(tǒng)的總體電磁兼容性的評(píng)價(jià)方法。借鑒電子戰(zhàn)領(lǐng)域的干信比概念來(lái)定義和定量評(píng)價(jià)敏感設(shè)備的電磁兼容性,從而定量研究系統(tǒng)總體的電磁兼容性。第三,系統(tǒng)總體電磁兼容性的優(yōu)化方法。以敏感設(shè)備為研究對(duì)象,將其承受的干擾分為“同頻干擾”和“引發(fā)亂真響應(yīng)的干擾”兩類。采用基于多目標(biāo)遺傳算法的設(shè)備布局優(yōu)化來(lái)抑制前者,借助其他電磁兼容指標(biāo)來(lái)抑制后者。第四,多目標(biāo)遺傳算法適應(yīng)度函數(shù)和遺傳算子的設(shè)計(jì)方法。第五,引發(fā)亂真響應(yīng)的電磁干擾閾值測(cè)試方法設(shè)計(jì)。在深入研究GJB 151B-2013相關(guān)規(guī)范項(xiàng)測(cè)試方法的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了對(duì)“導(dǎo)致敏感設(shè)備剛好出現(xiàn)不可容忍的亂真響應(yīng)的敏感度閾值”的測(cè)試方法。在設(shè)計(jì)優(yōu)化算法的基礎(chǔ)上編寫(xiě)了相關(guān)程序,并通過(guò)優(yōu)化實(shí)例驗(yàn)證了算法的有效性,最終的優(yōu)化結(jié)果表明:設(shè)備布局優(yōu)化可以有效抑制干擾設(shè)備耦合至敏感設(shè)備的同頻干擾,并最大限度地維持設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)的最初設(shè)計(jì);殘余同頻干擾和亂真響應(yīng)可以通過(guò)改進(jìn)其他電磁兼容指標(biāo)來(lái)抑制,“抑制方案中的電磁兼容指標(biāo)變動(dòng)”與“通信設(shè)備電磁兼容性變動(dòng)”之間的關(guān)系可以進(jìn)行定量處理,這就實(shí)現(xiàn)了“在設(shè)備設(shè)計(jì)階段分析、預(yù)測(cè)、優(yōu)化所有設(shè)備上艦后系統(tǒng)總體電磁兼容性”的目標(biāo)。
【圖文】：

圖 1.1 系統(tǒng)級(jí)印刷電路板電磁兼容預(yù)測(cè)和優(yōu)化流程圖法在研究一些由多個(gè)通信設(shè)備（為敘述方便，共同組成的大系統(tǒng)的EMC表現(xiàn)時(shí)，顯現(xiàn)出明顯——“設(shè)備間EMC分析和預(yù)測(cè)”。相對(duì)于系統(tǒng)特點(diǎn)是，各自符合EMC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的多個(gè)設(shè)備

載通信設(shè)備而言，在設(shè)計(jì)初期就應(yīng)該考慮到它們上艦之后所面臨的電磁環(huán)境和對(duì)周圍其他設(shè)備產(chǎn)生的干擾威脅。1995年，電氣和電子工程師協(xié)會(huì)的EMC國(guó)際會(huì)議上首次出現(xiàn)了用于系統(tǒng)級(jí)印刷電路板EMC設(shè)計(jì)階段的電路板開(kāi)發(fā)構(gòu)想，如圖1.1和圖1.2所示。正如前文所述，這種開(kāi)發(fā)構(gòu)想不再針對(duì)單一的EMI問(wèn)題，而是著眼于整個(gè)電路的綜合電磁表現(xiàn)，是由“問(wèn)題解決”到“問(wèn)題預(yù)測(cè)”的突破。國(guó)內(nèi)近三十年來(lái)也開(kāi)發(fā)了一些EMC分析和預(yù)測(cè)軟件，如航天二院的EMCLAB和北京航空航天大學(xué)的BHEMCAP等。圖1.2 系統(tǒng)級(jí)印刷電路板電磁兼容預(yù)測(cè)和優(yōu)化架構(gòu)圖在設(shè)備間EMC理論研究方面，電子科技大學(xué)的趙家升、楊顯清、楊德強(qiáng)等人提出了由幅度剔除預(yù)測(cè)、頻率和帶寬修正預(yù)測(cè)、詳細(xì)分析預(yù)測(cè)和性能預(yù)測(cè)四級(jí)構(gòu)成的分級(jí)預(yù)測(cè)方法[6]，強(qiáng)調(diào)在眾多“發(fā)射-響應(yīng)”對(duì)中篩除明顯不會(huì)出現(xiàn)EMI的組合，以降低預(yù)測(cè)時(shí)耗。文獻(xiàn)[6]為設(shè)備間EMC分析預(yù)測(cè)建立了類別詳細(xì)的干擾源模型、耦合通道模型和接收器模型，，著者認(rèn)為，現(xiàn)實(shí)中同型號(hào)的不同設(shè)備存在較大參數(shù)差異，因此只能采用統(tǒng)計(jì)方法來(lái)評(píng)估建模時(shí)所需的各種參數(shù)。電子科技大學(xué)的碩士研究生陳鴻、王海波、賈傳釗等參考分級(jí)預(yù)測(cè)方法對(duì)陸上局部區(qū)域內(nèi)無(wú)線電系統(tǒng)間的EMC表現(xiàn)進(jìn)行了研究
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U674.703.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2684034