[發明專利]艦船電磁環境特性分析確定方法

有效

• 申請號: 200810048760.4
• 申請日: 2008-08-11
• 公開（公告）號: CN101339216A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發明（設計）人: 喻菁;侯冬云;劉文平;劉振吉;張崎;謝大剛
• 申請（專利權）人: 中國艦船研究設計中心
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 胡建平

技術領域

本發明屬于艦船電磁兼容性技術領域，具體涉及一種根據艦船電磁環境測試數據進行的艦船電磁環境特性比對、分析、確定方法，可用于各種水面艦船、水下潛艇及其他武器平臺的輻射、傳導電磁場頻譜數據的幅-頻特性分析。

背景技術

為保護艦船、潛艇或其他大型武器平臺上人員、武備和燃油安全，保證所載通信設備和電磁敏感設備的正常工作，需要設計、驗證這些平臺關鍵區域的電磁環境水平，即電磁場的強度。目前采取的主要手段是在艦船系泊或航行狀態下，用專用儀表、設備進行輻射、傳導電磁場的測試與測量，確保這些測量值處于標準所允許的安全范圍內。如果發現超過標準限制，則提出整改意見，建議艦船設計、制造或設備供應單位進行電磁兼容性處理，將電磁環境控制在限定的安全范圍內。

這樣的方法從上個世紀80年代開始，沿用已久，并且所采用的標準也多從美軍標準剪裁、修改得來，特別是安全限值的制定方法尚無定論。但是在實際測試中經常發現，由于這些現有標準是根掘上個世紀60年代的裝備電磁特性制定，與目前裝備特性有較大的差異。并且現有艦載電力電子設備的電磁輻射特性，以及輻射源的布設方法與原有的艦船不盡一致，所測的電磁環境數據往往與現有標準限值缺乏符合性。因此，如何從測試數據中挖掘分布規律，用于表征艦船的電磁環境特性，從而確定適宜于現有艦船的電磁環境安全要求限值成為了一個重要的課題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足而提供一種艦船電磁環境測試數據幅-頻特性的分析確定方法，以獲得艦船關鍵區域的電磁場幅-頻特征定量表達方式，為確定艦船電磁環境特性，研究和修改標準限值提供參考依據。

本發明為解決上述提出的問題所采用的技術方案為：

(A)按照現行標準規定的測試測量方法，在艦船規定的測試部位(測點)，在規定的頻率范圍內，按照指定帶寬要求，獲得測試部位的輻射發射環境的幅-頻數據；對測試數據按照同型船同類測點進行分類整理后，按照如下步驟確定艦船各類測點的電磁環境特性；

(B)根據一類測點測試數據的幅度變化范圍，將幅度等間隔劃分為10-15個區間，統計每區間內落入的頻率點數，繪制出場強分布的直方圖，確定幅度的集中和分散特性；

(C)按照測試頻率的跨度范圍和頻點數目，對測試頻譜圖進行分段最大值、平均值包絡，簡化頻譜的復雜程度，簡潔勾勒幅度隨頻率變化的特性；

(D)參考現行標準限值的頻段劃分方法，或根據同類測點頻譜圖反映出的與現行標準不同的幅度變化特性，尋找上升、下降的拐點，確定頻段劃分區間，對頻譜數據進行分段對數線性擬合，并設立計算表達式；

(E)計算測試頻譜數據幅度分布的統計描述參量，包括平均值、眾數、中位數、峰度、偏度，與圖形描述相結合，量化描述電磁環境數據的幅-頻分布特性；

(F)對同類測點的測試數據的包絡曲線、擬合線，按照頻率對應關系取平均值和最大值，在測試樣本量足夠大的時候，即可確定同型艦船各類測點的電磁環境數據特性。

上述方案中，所述的測試部位包括艦船艙室、甲板面以及某些關鍵電纜、電子設備。所述的幅-頻數據為電場或磁場幅-頻數據，通過測試分別獲得。

上述方案中，所述的場強分布的直方圖的繪制方法為：將離散的幅度、頻率數據統一描述為A(f)＝{a(f₁)，a(f₂)，…，a(f_j)，…，a(f_n)}，將幅度直方圖分組間隔設為x，即可分為組(其中max(A)、min(A)分別表示找出數據集合A中的最大值和最小值，Int(x)表示對x取整數部分)；然后縱軸標出分組區間，橫軸標出頻數，表示落入某個子區間的測量值數目對應的長度，在這個分組區間上作矩形。通過直方圖知道分布的形狀，將有助于選擇適當的概括數據和分析數據的方法。

分組間隔x的設定，按照幅度跨越范圍的不同，以能將幅度變化范圍劃分為10-15個區間為宜。根據測試數據的經驗規律，通常x取為2-8。

按上述方案，所述的測試頻譜圖分段最大值包絡是將頻率分為個區間，取每個區間中幅度的最大值，并繪制直線，將每個區間的分段直線用垂線連接起來，即成為最大值包絡線。各個區間的最大值描述為

A_peak(f′)＝{a_p(f′₁)，a_p(f′₂)，…，a_p(f′_i)，…，a_p(f′_m)}，