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《電子論文-基于三維場的輻射磁矩測試方法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、基于三維場的輻射磁矩測試方法研究任志良陳光孫海柱李耀波(海軍工程大學兵器工程系，湖北武漢430033)[摘要]為了解決磁偶極子輻射磁矩的自動化測量和測試精度問題，提出利用三個正交的電磁測量傳感器進行兩點三維場強的直接測量獲得輻射磁矩的新方法。與其它方法相比，該方法可在未知觀測距離、任意角度條件下直接測得輻射磁矩，減少了人工操作及其帶來的誤差，測試精度高，使用方便。關(guān)鍵詞磁偶極子，輻射磁矩，電磁測量中圖分類號：TJ430.6文獻標識碼：AStudyofRadiatingMagnetismMomentTestMethodBasedon3-DFieldRENZhi-liang，C
2、HENGuang，SUNHai-zhu，LIYao-bo(Dept．ofWeaponEng．NavalUniv．ofEngineering，Wuhan430033，China)Abstract：Inordertosolvetheautomatictestandprecisionproblemsofmagneticdipoleradiatingmagnetismmoment，anewmethod，inwhichthethreeorthogonalelectromagneticsensorsareusedandthemagnetismmomentisdirectlyobtain
3、edaccordingto2-pointtestof3-Dfieldstrength，isputforward．Comparedtootherones，thismethod，whichcanbeusedtoacquireradiatingmagnetismmomentontheconditionthatthemeasuringdistanceisunknownandtheangleisrandom，relievesmanualworkandreducestheerror，moreover，ithasahighprecisionandconvenience．Keywords：
4、magneticdipole；radiatingmagnetismmoment；electromagneticmeasurement對于主動式電磁探測系統(tǒng)，發(fā)射機輸出的電功率通過發(fā)射天線轉(zhuǎn)換成電磁場向周圍空間輻射。為了把[1]-[2]握系統(tǒng)的探測能力，習慣上采用對發(fā)射機輸出電功率或發(fā)射電磁場單個分量的測試來進行。這種方法對于簡單發(fā)射系統(tǒng)和發(fā)射參數(shù)測量精度要求不高的情況是簡便、可行的，對于復(fù)雜的發(fā)射回路結(jié)構(gòu)和要求準確測量發(fā)射參數(shù)的條件下，由于工作狀態(tài)與工作條件的變換、電磁場參數(shù)和分布參數(shù)的影響等，電功率與發(fā)射電磁場的對應(yīng)關(guān)系將發(fā)生一定的變化，并影響到系統(tǒng)的作用距離等工作性能，
5、因此，利用多個發(fā)射電磁場參數(shù)實現(xiàn)輻射磁矩的直接測量，可以更為準確、有效的獲得系統(tǒng)的發(fā)射性能。目前，對于諧變磁偶極子天線的輻射性能常用輻射磁矩來表示，其基本原理和測量方法是，利用單個線圈在一定距離處感應(yīng)的電磁場值轉(zhuǎn)換成電壓信號進行測量和換算。由于實際測量過程中，測量坐標位置與電磁耦合的關(guān)系具有諸多不確定的因素，輻射電磁場分布特性的非線性和不均勻性，以及各種電磁干擾等，利用單個線圈測量輻射磁矩存在較大誤差，操作也十分不便。本文基于輻射磁矩和輻射場關(guān)系的分析，通過建立輻射場強的模型，提出了基于三維場強測試的輻射磁矩測量方法，使測量精度和工作效率得到明顯提高。1磁偶極子輻射磁矩的基
6、本測量原理1對于一個多匝鐵心線圈，當尺寸遠小于觀測距離時，通常近似為磁偶極子，其強度用磁偶極距M來表示。一個交變磁偶極子的磁矩M為：M=μμNS?i()t（1）0T式中，μ為空氣的導(dǎo)磁率；μ為鐵心的相對導(dǎo)磁率；N為線圈的匝數(shù)；S為線圈的截面積；i(t)為線圈0T中的電流強度。[3]通過求解麥克斯韋方程的方法，得到球坐標下的磁偶極子輻射電磁場表達式：H&=2Mcosθ（1+jKR）e?jKR（2）R54πμR0H&=Msinθ（1+jKR?K2R2）e?jKR（3）θ54πμRE&=ωMsinθ[KR?j）]e?jKR（4）?24πR式中，ω為諧變磁偶極子輻射源的角頻率；R為
7、傳播距離；K為復(fù)波數(shù)。利用電磁感應(yīng)原理進行電磁測量時，主要考慮磁場分量，即公式（2）、（3）。一般情況下采用的測量方法是：將磁偶極子輻射電磁場表達式轉(zhuǎn)換為柱坐標形式，且把電磁感應(yīng)線圈放置在磁偶極子軸向一定距離處，通過共軸條件下測得的軸向分量H進一步推算得到磁矩M值。顯然，這種方法比較簡單，但在實z際應(yīng)用在發(fā)現(xiàn)：（1）對于多個磁偶極子組合的陣列式電磁輻射器，如果按照磁偶極子的等效條件，在提取和測量場強分量時存在較大的誤差。[4]（2）由于磁偶極子輻射器具有方向性，并且與輻射器的尺寸、觀測點的距離等有關(guān)，測量線圈具有同
