[發明專利]一種用于替代電磁兼容性輻射試驗的表面電流注入技術

有效

• 申請號: 201110051086.7
• 申請日: 2011-03-03
• 公開（公告）號: CN102183696A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 方愔
• 申請（專利權）人: 中國航空無線電電子研究所
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 梁曉霏

技術領域

本發明涉及到一種高強度輻射試驗的的替代技術，特別涉及到一種用于替代電磁兼容性輻射試驗的表面電流注入技術。

背景技術

在日益增多的各種“平臺”級別（如航空器、航天器、艦船、車輛等）或大系統級別的電磁兼容高能量輻射類試驗中（如HIRF、RS、雷電等），尤其是外場實物平臺環境下，常遇到試驗應力難以產生或代價巨大，試驗環境難以滿足，試驗人員置身危險，試驗過程不可操作，試驗結果重復性較差等難以克服的技術、經濟、安全層面的問題。目前工程統計電磁環境場強量級平均值有上千V/m，峰值達數萬V/m；雷電效應電壓達數千KV，電流達數百KA。這些高能量電平已遠超出目前實際試驗能力水平，即用傳統試驗方法難以適應這些要求。

綜上所述，針對現有技術的局限性，特別需要一種替代試驗方法以解決該問題，而本發明所述的表面電流注入技術就是一條實用途徑。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于替代電磁兼容性輻射試驗的表面電流注入技術，依據電磁場理論，通過分析電磁兼容性試驗中電磁場的發射、電磁波的傳播和衰落、受試件與外加電磁應力的相互作用機理、途徑，計算求出受試件上的射頻感應表面電流，把電磁場發射試驗轉換成電路傳導試驗。

本發明所解決的技術問題可以采用以下的技術方案來實現：

一種用于替代電磁兼容性輻射試驗的表面電流注入技術，其特征在于，所述技術包括如下步驟：

1）確定輻射試驗規定或用戶要求的高強度場強????????????????????????????????????????????????；

2）根據輻射試驗規定的發射天線至受試件表面的距離、輻射天線方向性，利用通信距離方程計算受試件表面處電磁強度：

式中：是受試件表面處輻射場強，是發射天線的輸出功率，是發射天線的增益，是發射天線至試件表面處的距離，是輻射場的波長；

3）由自由空間中遠區場的電磁與磁場關系計算受試件表面處磁場強度：

式中：是受試件表面處輻射磁場強度，是輻射場傳播方向單位矢量；

4）根據輻射場的極化方向與受試件表面的空間夾角關系計算受試件表面處的表面切向磁場分量：

式中：是受試件表面處輻射磁場切向分量，是輻射場的極化方向與受試件表面的夾角；

5）利用前述“計算方案”中方程（1）計算受試件表面應該注入的表面電流量值：???????????????????????

6）通過表面電流探頭對受試件注入計算出的表面電流J_注入，完成試驗。

在本發明的一個實施例中，所述方法以注入電流耦合方式來替代電磁場輻射耦合方式。

本發明的關鍵在于從理論上導出了輻射場強與金屬表面上感應面電流之間的傳輸函數，得到了表面電流量值的計算公式，解決了“電磁場輻射試驗”的“表面電流注入”替代法中關鍵參數，即表面電流注入量值的確定問題，為實現用表面電流注入技術替代高強度輻射場試驗替代法的研究奠定了基礎。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面進一步闡述本發明。

在高強度輻射電磁敏感度試驗中，開放性的電磁輻射場強度，除隨空間傳播距離平方成反比減弱，只有很小一部分能量照射在受試件（含殼體、電纜）上，而這些能量還大部分被反射、繞射，只有小部分能量折射透入到受試件內部轉化為感應電流/電壓，所以從該意義上來說，輻射電磁敏感度試驗的能效比極其低下。表面電流替代技術就是把電流注入到受試件的機箱或電纜上，以注入電流耦合方式替代電磁輻射耦合方式，在機殼或導線上產生同樣的電流分布，從而使受試件產生同樣的響應。顯然電流注入技術要比電磁場輻射的效率要高得多。如果掌握外加電磁輻射場強度與透射到受試件內部的感應電流/電壓之間的數量關系——傳遞函數，就可以直接對受試件施加相應的感應電流/電壓，而取得同樣的電磁應力效應，所以問題的關鍵就是尋求輻射場強與金屬表面上感應面電流之間的傳輸函數。

工程上可以認為良導體表面電力線與表面正交，磁力線與表面相切。由電磁場基本邊值關系有輻射場磁場強度、導體表面反射場磁場強度與導體表面感應線電流密度矢的關系為

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