一种电磁频谱管控车辆电磁环境仿真预测方法与流程

domain solver，所述鞭天线一功率为200w，所述鞭天线二功率为100w。
15.所述对六个双锥天线电磁特性进行仿真预测的方法为：在cst仿真软件中，仿真模型采用双锥天线，材质设置为pec，馈电端口为discrete port，discrete port 设置为face port；背景材料设置为normal；边界条件设置为open add space；求解器设置为integral equation solver，其中双锥天线一功率为300w，双锥天线二功率为200w，双锥天线三功率为200w，双锥天线四功率为100w，双锥天线五功率为200w，双锥天线六功率为500w。
16.所述s2中对车辆进行建模并导入cst仿真软件模型修复的方法为：采用 solidworks软件对车辆建模，将模型按照1:1比例导入仿真平台，在电磁仿真中需要对车轮、座椅、仪表台等结构进行简化，以保证仿真计算的效率和准确性。
17.所述s3中对车辆天线进行加载的方法为：在已建立的车辆电磁仿真模型中，通过import
→
sub-project导入鞭天线、双锥天线电磁仿真模型，导入的同时要保证车辆、天线仿真模型单位、频率等设置一致，从而保证模型尺寸1:1比例。
18.所述s4中对车辆进行仿真设置的方法为：
19.s4.1、车辆电磁防护前后材料设置：电磁防护前，车身材料设置为pec，前风挡、侧窗、后窗材料设置为air；电磁防护后，车身材料设置为pec，前风挡、侧窗、后窗材料设置为屏蔽膜，材料类型为ohmic sheet，表面电阻为 0.045ohm/sq；
20.s4.2、车内电场监测点设置：选取车内人员工作位作为监测点，所述监测点分别为左前驾驶位、右前驾驶位、左前位、右后位四个位置；
21.所述s5中基于混合求解电磁仿真算法进行求解的方法为：在cst仿真软件中，创建hybridsolver task，选择双向bi-driectional；对于车载天线仿真采用fit 算法，使用time domain solver求解，对于车辆平台使用integral equation solver 求解。
22.所述s6中对车辆防护前后电磁环境进行仿真预测的方法为：采用 hybridsolver task仿真计算，得出车辆防护前监测点处的电场强度。
23.本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：
24.1、本发明能够快速定位电磁频谱管控车可能存在电磁耦合路径和电磁薄弱环节，精准预测车载大功率天线对车内电磁环境的影响，得出防护前后车内电磁环境结果，为车辆电磁兼容性设计提供支撑。克服以往采用调研、借鉴以往项目经验的手段分析可能存在的薄弱环节导致后续的电磁防护存在过防护或欠防护的问题。
25.2、本发明凸显电磁仿真计算的工程化应用，构建基于车辆平台电磁电磁环境效应仿真设计方法，实现了数字化仿真、综合评估和测试验证于一体的设计体系，提升了电磁频谱管控车总体电磁防护设计能力。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
27.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的
实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
28.图1为本发明车辆电磁环境仿真步骤流程图；
29.图2为本发明鞭天线一仿真模型；
30.图3为本发明鞭天线二仿真模型；
31.图4为本发明鞭天线一天线方向图；
32.图4(a)为本发明鞭天线一的垂直方向图；
33.图4(b)为本发明鞭天线一的水平方向图；
34.图4(c)为本发明鞭天线一的三维方向图；
35.图5为本发明鞭天线二天线方向图；
36.图5(a)为本发明鞭天线二的垂直方向图；
37.图5(b)为本发明鞭天线二的水平方向图；
38.图5(c)为本发明鞭天线二的三维方向图；
39.图6为本发明双锥天线一仿真模型；
40.图7为本发明双锥天线一天线方向图；
41.图7(a)为本发明鞭双锥天线一的垂直方向图；
42.图7(b)为本发明鞭双锥天线一的水平方向图；
43.图7(c)为本发明鞭双锥天线一的三维方向图；
44.图8为本发明电场监测点位置示意图；
45.图9为本发明20～220mhz车辆防护前电磁环境图；
46.图10为本发明220～850mhz车辆防护前电磁环境图；
47.图11为本发明850～2700mhz车辆防护前电磁环境图；
48.图12为本发明20～220mhz车辆防护后电磁环境图；
49.图13为本发明220～850mhz车辆防护后电磁环境图；
50.图14为本发明850～2700mhz车辆防护后电磁环境图；
51.图15为本发明20～220mhz车辆防护前后电磁环境对比图；
52.图16为本发明220～850mhz车辆防护前后电磁环境对比图；
53.图17为本发明850～2700mhz车辆防护前后电磁环境对比图。
具体实施方式
54.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制；基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
55.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式做进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
56.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可
以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
57.如图1所示，本实施例的具体步骤如下：
58.1、天线电磁辐射特性仿真预测
59.车辆大功率天线包括2个鞭天线(鞭天线一、鞭天线二)、6个双锥天线。其中鞭天线一(20～88mhz)，鞭天线二(88～220mhz)；双锥天线一(220～ 850mhz)，双锥天线二(350～550mhz)，双锥天线三(100～850mhz)，双锥天线四(1100～1700mhz)，双锥天线五(1100～2500mhz)，双锥天线六 (850～2700mhz)。
60.1.1鞭天线电磁特性仿真
61.鞭天线一、鞭天线二是车辆短波、超短波干扰发射天线。鞭天线一高度为 1.8米，安装于车辆尾部右侧，工作频率为20～88mhz，工作方向为水平全向，极化方式为垂直极化。鞭天线二高度为1.5米，安装于车辆尾部左侧，工作频率为88～220mhz，工作方向为水平全向，极化方式为垂直极化。仿真模型采用单极子天线，如图2所示、图3所示。材质设置为pec，馈电端口为discrete port， discrete port设置为face port；背景材料设置为normal；边界条件设置为openadd space；求解器设置为time domain solver，其中鞭天线一功率为200w，鞭天线二功率为100w，仿真方向图如图4(a)、4(b)、4(c)、5(a)、5(b)、5(c)所示。
62.1.2双锥天线电磁特性仿真
63.双锥天线一、双锥天线二、双锥天线三、双锥天线四、双锥天线五、双锥天线六分别是车辆uhf、vhf、l、s波段干扰发射天线。天线高度 120mm～200mm，安装于车辆顶部，工作频率为220～2700mhz，工作方向为水平全向，极化方式为垂直极化。仿真模型采用双锥天线，如图6所示，材质设置为pec，馈电端口为discrete port，discrete port设置为face port；背景材料设置为normal；边界条件设置为open add space；求解器设置为integral equationsolver，其中双锥天线一功率为300w，双锥天线二功率为200w，双锥天线三功率为200w，双锥天线四功率为100w，双锥天线五功率为200w，双锥天线六功率为500w；双锥天线一仿真方向图，如图7(a)、7(b)、7(c)所示。
64.2车辆建模及导入仿真软件模型修复
65.采用solidworks软件对车辆建模，将模型按照1:1比例导入仿真平台，实际车辆结构复杂，车内外均由大量的细小结构构成，而在电磁仿真中需要对车轮、座椅、仪表台等结构进行简化，以保证仿真计算的效率和准确性。简化后的模型保持车辆的基本信息，大大缩减了网格数量与未知量，减少了计算所需要的内存。
66.3车辆天线加载
67.在已建立的车辆电磁仿真模型中，通过import
→
sub-project导入鞭天线、双锥天线电磁仿真模型，导入的同时要保证车辆、天线仿真模型单位、频率等设置一致，从而保证模型尺寸1:1比例。当天线模型仿真优化改变时，在车辆电磁仿真模型会提示更新天线模型，从而极大地提高了电磁仿真迭代效率。
68.4仿真设置
69.4.1车辆电磁防护前后材料设置
70.车辆防护前，前风挡、侧窗、后窗由于没有采取电磁防护措施，是车辆大功率天线
辐射电磁波主要耦合通道，也是车辆电磁防护的重点部位。因此，防护前，车身材料设置为pec，前风挡、侧窗、后窗材料设置为air；防护后，车身材料设置为pec，前风挡、侧窗、后窗材料设置为屏蔽膜，材料类型为ohmicsheet，表面电阻为0.045ohm/sq。
71.1.2车内电场监测点设置
72.为了监测车内电磁环境，选取车内人员工作位作为监测点，即左前驾驶位、右前驾驶位、左前位、右后位四个位置，如表1所示。
73.序号编号位置备注1left1左前驾驶位如图8所示2right1右前驾驶位如图8所示3left2左后位如图8所示4right2右后位如图8所示
74.表1电场监测点设置表
75.5基于混合求解电磁仿真算法求解
76.对复杂结构天线和电大尺寸平台车辆进行电磁仿真计算，如果采取单一求解器仿真计算全部模型，会产生数几亿甚至数十亿的网格数量，普通计算机根本无法完成仿真任务。因此，有必要采用混合求解算法来计算电大尺寸的仿真问题，可同时兼顾仿真精度和仿真效率。
77.在仿真软件中，创建hybridsolver task，选择双向bi-driectional。对于车载天线仿真采用fit算法，使用time domain solver求解，对于车辆平台使用 integral equation solver求解。
78.6车辆防护前后电磁环境仿真预测
79.经过hybridsolver task仿真计算，可得出车辆防护前监测点处的电场强度，如图9、图10、图11所示，车辆防护后监测点处的电场强度，如图12、图13、图14所示，防护前后车内电磁环境对比如图15、图16、图17所示。
80.上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。