水下磁性天线精密减振系统设计与分析

发布时间：2020-06-20 22:49

【摘要】：水下磁性天线是固定于艇体外部、用于接受水下低频微弱电磁波的通讯设备。通信灵敏度越高、频率越低,则天线线圈匝数越多、长径比越大,对振动越敏感。实践表明,受舰艇结构振动与水流冲击影响,在原有减振措施下,磁性天线因振动产生的电磁噪声会使天线低频通信能力丧失。水下磁性天线减振性能不足已成为制约我国重大舰艇装备通讯和作战能力的关键,迫切需要高性能减振系统使振动传递降低两个量级以上,方可达到低频高灵敏度通信需要。本文针对水下磁性天线的细长杆结构特点及减振系统径向尺寸限制,提出磁性天线结构模态优化与高性能双极减振相结合的综合抑振方案。首先,基于仿真和试验辨识了原有磁性天线的结构特性,考虑工程实用原则,提出了采用玻璃纤维包覆的天线结构模态优化方法,仿真和实验证明磁性天线一阶模态频率从50Hz提高至通信频段的数倍以上,达到308Hz,有效消除了通信频段内的结构模态振动影响;其次,在严格的尺寸空间和非导磁特性要求下,提出了用于水下磁性天线的体小质轻的非金属双级隔振系统,采用超弹性材料作为减振单元,并进行了布置方案及外形尺寸优化,研制的减振系统实测径向减振频率低至5.3Hz,满足了指标要求;最后,设计搭建了满足收信测试要求的无电磁干扰的激振平台,开展了水下磁性天线减振系统的振动传递特性测试和收信性能测试,实验证明采用所设计的减振系统可使工作频域内的振动传递至少降低40.5dB,收信电磁噪声降低20.1dB,显著提升了舰艇水下的通信能力。研制的水下磁性天线减振系统已装备在我国09X核XX平台上,用户单位认为“首次为该类型平台提供了全X全X条件下XXX通信的能力”。研究成果是2018年中国机械工业技术发明一等奖“复杂工况下高性能减振技术与装置”的一部分。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O328;U674.7
【图文】：

图 1.2 俄罗斯空气弹簧隔振器p Grumman 公司将空气弹簧与次路边阻尼器振动隔离，主要用于舰船上的高灵敏度设备[38]。技术统通过上、下若干个减振单元将减振设备悬挂于降噪的多自由度振动系统，原理如图 1.3 所示。

图 1.2 俄罗斯空气弹簧隔振器umman 公司将空气弹簧与次路边阻隔离，主要用于舰船上的高灵敏度设备过上、下若干个减振单元将减振设备悬的多自由度振动系统，原理如图 1.3 所

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本文编号：2723080