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舰艇在海面上因受到风浪的作用而产生摇摆运动,为了保证舰载通信天线的高增益,舰载通信天线的波束俯仰方向很窄,舰载通信天线随同舰艇摇摆, 就会使舰载天线增益急剧下降,严重影响通信质量,因安装于舰艇平台,通信设备在设计与使用过程中, 必须考虑舰艇纵横摇的影响,并进行天线波束稳定,这是舰用设备与岸基设备的显著差别之一。对这种影响的分析、研究已运用于雷达、电子战设备的设计和应用中[1-3]。
舰艇通信天线波束的稳定方法大致分为机械稳定、电子稳定两种。传统的机械稳定平台结构复杂、造价昂贵且易出故障,故目前的通用做法是取消笨重的机械平台,在通信天线的俯仰和方位轴上进行电子补偿来稳定天线的波束。
1 原 理
通信天线在零度仰角(水平面)附近的辐射特性,对于处于远场的,不论是海上还是空中对象的通信效果,都具有非常重要的意义。为了尽可能大的服务空域覆盖,通常需要天线垂直面的方向图在水平面附近上半空间具有尽可能大的辐射强度,同时,为了减少由海面反射造成的多径干涉效应,又需要尽量减少水平面附近下半空间的辐射强度。因此,天线的垂直方向图在水平面附近,应该具有尽可能大的场强斜率,以满足这个方向图的要求。然而过于陡峭的场强斜率,会对舰船载体的摇摆很敏感,即舰船向某侧倾斜时,其相反方向上原本指向水平面以下的,很低场强的方向图将指向空中,造成相应覆盖区域场强大幅度下降,从而大大缩短了有效覆盖的作用距离,使远场通信对象无法有效通信。
舰艇在风速3~4级的海况下,摇摆幅度将达到±15?左右。在这种情况下射向水平面以下的部分射频场强较强,并通过海面形成反射波,它与直射波将发生多径信号叠加。由于海水的良好导电性,反射波衰减很小,其幅度与直射波幅度具有较大可比拟性,因此对