1．目的及意义

1.1分析长波通信天线末端电场强度的目的

长波通信（long-wave communication）是利用波长长于1000米（频率低于300KHz）的电磁波进行的无线电通信，亦称低频通信。它可细分为在长波（波长10一1000米），甚长波（10km一100km），超长波（1000km一10000km）和极长波（1～10万公里）波段的通信。甚低频电波频率较低（3kHz-30kHz），在地球‐电离层波导中传播较稳定，衰减较小，在远洋和对潜通信中得到广泛的应用。

理论和实践证明，当天线的长度为无线电信号波长的1/4时，天线的发射和接收转换效率最高。因此，天线的长度将根据所发射和接收信号的频率即波长来决定。只要知道对应发射和接收的中心频率就可以用下面的公式算出对应的无线电信号的波长，再将算出的波长除以4就是对应的最佳天线长度。

长波通信为取得较好的通信效果，常采用气球升举或飞机拖拽的方式。气球天线一般工作于大电流、高电压，一般馈电电压为几十上百千伏（受限于电晕），馈电电流一般最高为100A受限于大电流引起的馈电发热。因为天线的高容抗，所以天线末端的电压要比输入电压高很多，此处电场极强，而电流几乎为零，工作频率也远远高于工频，介质损耗发热严重，有可能导致天线末端因因温升过高而断裂的现象。所以为防止长波通信天线末端断裂事件的发生，找到天线末端温升的分析途径，长波通信天线末端的电场强度分布非常有分析的必要。

论文利用SolidWorks软件建立长波通信天线末端模型，同时利用comsol软件对长波通信天线末端的电场进行了仿真以期通过仿真分析天线末端电场强度分布。通过查阅大量的现有文献资料全面综述了国内外对长波通信天线末端电场强度分布计算研究现状以及存在的不足，并对今后这种影响评估的更广泛更深入的应用前景进行了展望。

1.2 国内外研究现状

文献[2]中简要分析了甚低频气球天线缆绳末端在不同的绝缘保护套的电损耗和相应的温升，通过CST的EM和MPS工作室进行仿真，得到温度场。

文献[3]中根据我国超长波电台建设和运行的经验，对超长波气球天线的电气参数做简明的表述。超长波气球天线在电气上是一个垂直于地面的短振子，在水平面内是均匀辐射，无方向性，在铅垂面内的方向性。论文采用平均点位法计算天线的静态电容，当气球天线垂直时天线静电容可表述为

(1)

当气球天线受大风影响，处于倾斜状态时的静电容为

(2)

文献[4]中提到大功率通信天线因末端开口处电场畸变严重、局部场强过高导致介质损耗发热量过大进而会使天线末端易发生断裂。因此需要对大功率通信天线末端电场强度分布进行研究，从而确定介质的损耗发热量。