工程电磁场仿真实验(复杂电磁环境仿真)

中国论文网为大家解读本文的相关内容： 摘 要:为了形象直观地描述和掌握场区的电磁环境状况,利用vb平台简单易学、效率高,且功能强大等优点结合mapx控件技术实现场区电磁环境的快速开发。选择gis开发方式及数据库的设计方法,给出几种电波传播方式和电磁辐射场强计算模型,获得某地的电磁环境进行仿真结果。从仿真结果可以看出,该方法能够较为客观地反映该地的电磁环境状况。关键词:mapx; 二次开发; 电磁环境; 仿真系统
　　中图分类号:tn911-34; tp311 文献标识码:a
　　文章编号:1004-373x(2010)22-0049-02
　　
　　vb and mapx-based simulation system for field electromagnetic environment
　　xu wen-jie1, zhou xin-li2, jin hui-qin2, song bin-bin2
　　(1. graduate students,brigade, naval aeronautical engineering academy, yantai 264001, china;
　　2. department of electronic and information engineering, naval aeronautical engineering academy, yantai 264001, china)
　　abstract: in order to describe and understand the field electromagnetic environment visually, the rapid development of the electromagnetic environment is realized with mapx control technology by the aid of the advantages of easy to learn, high efficiency and powerful function of vb platform. some develop ways of gis and design method of database are chosen. several electromagnetic wave propagation methods and electromagnetic radiation models for field strength computation are offered in this paper. the electromagnetic environment simulation result of some place is obtained, which shows that this method can objectively reflect the field electromagnetic environment of this district.
　　keywords: mapx; secondary development; electromagnetic environment; simulation system
　　
　　0 引 言
　　随着电子产业及通信事业突飞猛进的发展,越来越多的电器电子设备已经普及到社会的各个角落,于此同时电磁干扰问题也越来越突出,电磁辐射已经成为一种无形的环境污染。随着战争形态和军队建设向信息化转型,“制电磁权”成为了作战双方的争夺焦点,是夺取现代战争胜利的“法宝”[1]。
　　1 mapinfo和mapx
　　mapinfo是美国mis公司研制的gis软件。它将数据与地图有机地结合,实现数据的可视化、思维的可视化,是开发专题地理信息系统的理想开发平台[2]。
　　mapx控件[3]是maplnfo公司向用户提供的的基于activex(ocx)技术的二次开发控件,具有强大的图形显示与属性相关功能。
　　2 数据库的设计
　　在此采用access 2003数据库进行设计,主要分为信息化装备数据库,电波传播环境基础数据库。
　　2.1 数据的收集整理
　　信息化装备数据库分为通信设备表、雷达设备表、光学设备表和其他设备表,设备主要参数如下:
　　经度,纬度,海拔高度,工作频段,发射功率,调制类型,天线极化方式,天线增益,波束宽度,天线方向图,中频带宽,接收机灵敏度,接收机信噪比,噪声系数,阻塞电平等。
　　2.2 数据库的结构[4]
　　作者采用基于e-r(实体-关系)模型的数据库设计方法,e-r关系模型图如图1所示。
　　3 电磁辐射场强计算模型[5]
　　3.1 中波模型
　　中波主要用于无线电广播和电报通讯业务,依靠地波和天波传播。场强的计算近似公式为:
　　e=300rpga
　　其中:
　　a=22+0.3x2+x+0.6x2,x=πdλ(ε-1)2+(60λσ)2ε2+(60λσ)2
　　式中:r为被测位置与发射无线中心距离;p为发射机标称功率;g为相对于基本振子的无线增益;a为地波衰减因子;x为数量距离;λ为波长;ε为大地介电常数;σ为大地导电常数。表1为主要地质参数。
　　图1 e-r关系模型图
　　 表1 主要地质参数
　　地质导电系数σ /(1/(ω•m))介电常数ε/(f/m)
　　淡水5×10-380
　　湿地3×10-210
　　干地1×10-34
　　森林8×10-312
　　丘陵5×10-313
　　山地1×10-35
　　城市7.5×10-45
　　3.2 短波模型
　　短波常用于远距离通信和广播业务,主要依靠天波传播。场强计算公式为:
　　e=300rpga
　　式中:
　　a=22+0.3x2+x+0.6x2,
　　x=πdλ1(ε-1)2+(60λσ)2
　　3.3 超短波模型
　　超短波主要用于无线电广播和导航业务,为直线传播。场强的计算公式为:
　　e=444pgrf()
　　式中:f()为天线垂直面方向性函数。
　　3.4 微波模型
　　微波主要用于电视、雷达和导航业务,为直线传播。在距天线距离大于2d2/λ(d为辐射体天线的最大孔径尺寸,λ为波长)的远场区,天线向外辐射的功率密度为:
　　s=r0pgf(φ,)4πr2
　　式中:f(φ,)为天线方向性函数;(φ,)是极坐标的仰角和水平角度。

4 基于vb和mapx的电磁环境仿真实现
　　在本文设计中,采用在vb[6]中集成mapx的方法进行二次开发[7-8]。在此过程中用到了我国某地地图。
　　图2是程序运行时的一个界面的部分内容,左面显示设备的名称,右面显示设备的属性设置。
　　图2 地图运行界面
　　5 结 语
　　基于mapinfo和mapx开发电子地图,为信息的可视化提供了良好的显示环境,利用gis二次开发技术和vb的语言能够实现对电磁环境的仿真分析,这为新一代战术环境的仿真和指挥员的决策提供了技术支持。
编辑整理　　
　　参考文献
　　[1]王汝群.战场电磁环境[m].北京:解放军出版社,2006.
　　[2]吴秀琳.mapinfo9.5中文版标准教程[m].北京:清华大学出版社,2009.
　　[3]总参第一测绘大队.军事大地工程测量研究与应用[m].北京:解放军出版社,2004.
　　[4]张朝昆,施丽娜.visual basic数据库开发基础与应用[m].北京:人民邮电出版社,2005.
　　[5]钟松峰,张文平.电磁辐射场强估算与深圳中波电台实例分析[j].

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