背景与需求
超高速飞行器是现代国防的杀手锏式武器,其特点飞行速度达5-10马赫,有着与太空再入飞行器相似的无线电通信问题,因为飞机周围会形成高温等离子体,形成“黑障”问题,以及长程高速飞行时与地面或中继卫星的持续通信问题。
难点与挑战
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等离子体是一种复杂的不均匀分布介质,且是频率相关的材料,建模比较困难;
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超高速飞行器周围的等离子体是动态变化的,需要进行动态分析;
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有等离子体存在时的天线布局分析,是一个需要考虑复杂材料的电大问题;
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除了分析天线布局后在等离子存在时的方向图,还要分析电波经过大气传播到底地面或中继卫星的信道传输函数,以及相应的误码率、星座图等等;
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大量的输入和输出数据的管理。
我们的方案
方案的构成
ADF Re-Entry模块是为欧洲太空署(ESA)开发的专门用于再入飞行器“黑障”分析的专业工具,也可以用于类似的超高速飞行器等离子体问题分析。提供一套具有分析和优化高速飞行器和地面或卫星中继站之间的RF链路能力的工具。在其中可以定义飞行器轨迹、地面站或卫星中继站、等离子体云、飞行器电磁模型、天线的布局等;计算获得:天线安装后方向图、地面或卫星中继站上接收天线的来波方向(DOA)、信道传输函数(CTF)等。
方案的特点和优势
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专用环境定义飞行器CAD模型、飞行器轨迹、地面站或卫星中继站和等离子体分布及材料属性;
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算法全面、精确、快速,包括全波快速算法:MLFMM、MLSFX3D、MR-S和高频算法:PO/PTD/ITD、UTD等;
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分析结果直观有效,包括电磁结果(方向图、近场、耦合)和系统级参数(信道传输函数、星座图、误码率);
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数据库功能完善,包括等离子体材料库、地面站/卫星中继站库、天线库等等;
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项目数据导航树和版本控制功能。
典型案例