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基于CAE软件——FEKO的甚低频发信台电磁环境研究

发布时间:2015-06-30 作者:毛自文 高成 苏丽媛 邹珊 
关键字:CAE FEKO CAE软件 
本文以美国Cutler甚低频发射天线为例,采用CAE电磁仿真软件——FEKO对天线幕下感应场进行数值计算,分析天线幕下感应场对工作人员以及周围大众的影响。

 图1 ICNIRP规定的职业照射导出限值

图1 ICNIRP规定的职业照射导出限值

 图2 ICNIRP规定的公众照射导出限值

图2 ICNIRP规定的公众照射导出限值

    甚低频频段的频率范围为(3~30)kHz,因此,根据图1和图2所示,电磁环境评价的职业照射电场和磁场限值分别为170V/m和80A/m,公众照射电场和磁场限值分别为87V/m和5A/m。

    本文以美国Cutler发射天线为研究对象,利用CAE电磁仿真软件——FEKO软件进行天线幕下感应场数值计算,考察天线感应场分布情况,分析天线辐射场对工作人员以及公众的影响。

2 仿真模型的建立

    美国Cutler天线由2个分离的天线阵列组成,分别称作南阵列和北阵列。该天线是顶装单极天线,每一个阵列都有自己独立的调谐装置。发射可以通过单个阵列同时也可通过两个阵列共同进行。每一个阵列由6个钻石型的极板组成,极板由电缆拉成,并由导线与13个接地塔相连。运用FEKO建模的天线如图3所示。

图3 美国Cutler天线建模俯视图

图3 美国Cutler天线建模俯视图

    天线中央塔位于6个极板的中心,支撑6个极板,高300m。菱形极板对角线长分别为1100m 和648m。每个极板由8根电缆将天线中心与一根电线相连并穿过极板的中心组成。每一个极板在接近极板中心顶点的位置,由两组4根捆绕的馈线下拉而成。

    在天线极板对应的地面建有相应的地网。在仿真中设地网面积为2700m×2400m,用导线拉成60m×60m的网格。

3 CAE仿真结果分析

3.1单个天线独立工作

    当在19.8kHz的频率点,激励功率为500kW时,单个天线独立工作时,距离地面1.5m的平面上天线幕下感应场的色度分布如图4所示。

 图4 单个天线独立工作时,天线幕下感应场的色度分布图

图4 单个天线独立工作时,天线幕下感应场的色度分布图