项目背景

随着船舶系统复杂度的不断提升，舰载电子设备的数量持续增加，系统间的电磁耦合关系也日益变得复杂，传统的基于文档的电磁兼容性设计方式已暴露出流程衔接性差、协同作业效率低、知识复用度不足等问题。以基于模型的系统工程（MBSE）理念进行模型化的设计方法，是突破上述瓶颈的有效途径。以此为基础开展船舶系统电磁兼容性设计已迫在眉睫。

解决方案

以华望自主开发的MBSE建模软件工具M-Design为执行项目的承载平台，结合舰载系统之间电磁兼容性设计的通用流程，构建电磁兼容性设计专用软件，从而将需求分析、架构设计、详细设计、仿真验证等各阶段进行贯通。通过明确各阶段任务、输入输出物以及模型交付内容，形成标准化的建模流程与统一化的模型组织机制，最终构建和积累典型的模型资产与设计规范。

图1  基于MBSE的电磁兼容设计流程的界面图

该款专用软件对设备的频谱进行初步的统计分析。在选定的频谱范围内自动汇总所有设备实例的频谱占用情况，显示出发射频谱的分布范围，并支持切换查看接收频谱或发射/接收频谱的并集分布。软件同步统计各频段内的设备数量，并以颜色深浅直观地反映出设备的聚集程度，设备数量越多显示的颜色越深。同时，该款软件还可通过图例，对不同设备或频段的呈现颜色进行自定义配置，实现频谱资源分布与设备密度情况的可视化展示。

图2  设备电磁频谱分析可视化展示（条形图）的界面图

此外，该款专用软件具备在复杂电磁环境下开展对频谱冲突进行分析的能力。通过灵活配置设备集合及发射/接收频谱的属性，软件可自动识别并评估设备间的频谱重叠与潜在干扰关系。在此基础上，边带分析操作可进一步引入边带的宽度参数，从而对设备有效占用频谱范围进行扩展建模，能更加真实地反映出复杂场景下的频谱资源竞争与电磁兼容行风险，为频谱规划、干扰评估及装备协同部署提供科学的决策依据。

图3  设备电磁频谱分析可视化展示（矩阵图）的界面图

该款专用软件还能对不同频谱分析的结果进行对比评估。通过对比矩阵的方式直观展示出设备间的耦合量变化及电磁兼容性改善的效果。软件可量化识别干扰增强或减弱的情况，并通过悬停查看所关联的发射/接收设备信息的方式，实现对干扰链路的快速定位。

同时，该软件可通过统计各行与各列中耦合减弱的单元格数量，辅助用户快速评估方案的优化效果，为频谱规划与电磁兼容性设计提供最优方案。

图4  电磁兼容方案设计对比分析的界面图

案例成效

基于华望M-Design的舰船设备电磁兼容性设计专用软件实现了设计由经验驱动向模型驱动的转变，提升了在复杂电磁环境下获取分析数据的可靠性与设计的可控性，增强了设计结果的可追溯性与可验证性。通过模型复用与标准化流程的构建，该款专用软件有效降低了设计变更带来的重复计算与校核的成本，保障了变更响应的效率与工程的整体质量。