[發明專利]航空器整機高強度輻射場效應測試系統及測試方法

在審

• 申請號: 201410667525.0
• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN104375037A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 高偉;梁子長;廖意;張慧媛
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張妍;張靜潔

技術領域

本發明公開了一種電磁干擾及電磁兼容性的測試技術，具體涉及一種航空器整機高強度輻射場效應測試系統及測試方法。

背景技術

現代電磁環境十分復雜，既有自然電磁干擾源，如雷電、靜電等，又有強烈的人為干擾源，如高強度輻射場（high-intensity?radiated?fields?，HIRF）。HIRF是來自地面、艦船、海上平臺或航空器上的雷達、無線電、電視、衛星上行數據等高功率發射機的輻射，它是由人類活動造成的電磁環境問題，特點是頻帶寬、作用時間長。現代民用客機、導彈及火箭等航空航天器中電子設備應用越來越多，而這類設備更容易受高強度電磁輻射的影響，高強度電磁輻射已成為影響航空航天安全的重要因素。

航空器的HIRF（高強度輻射場）效應是一個重要電磁干擾（electromagnetic?interference，EMI）問題。為了提高可信度和完整性，支持通信和航空的電子設備通常都是屏蔽了的。此外，這類電子設備通常也安置在有口徑的盒子中。在這種結構中，一個外部信號既可以穿透孔徑，也可以與內部能量耦合。多個合作與非合作信號的電磁環境就會使電子設備的操作出問題，比如通信系統中的干擾。因此，研究航空器的HIRF效應及其測試方法具有重要意義。

目前，航空器的HIRF效應及其測試方法可以采用模式攪拌混波室，MSRC是一個特殊的實驗系統，它由特殊屏蔽體、高Q因子反射面、攪拌器、射頻信號源、功率射頻放大器、發射天線和接收天線、以及功率和場強監控設備，接收機，測試和校正軟件等組成。與傳統測量方式相比，采用攪拌器方式在測量時間與費用、有效模擬復合場等方面具有優勢，在HIRF效應測試的準確性、可靠性及可重復性等方面也具有較大優勢。在航空領域，模式攪拌混波室（Mode-Stirred?Reverberation?Chambers，MSRC）卻很少使用。原因是建造一個能夠容納航空器整機的MRSC代價昂貴。?

發明內容

本發明公開了一種航空器整機高強度輻射場效應測試系統及測試方法，采用航空金屬測試室對航空器進行高強度輻射場效應測試，測試經濟高效。

為實現上述目的，本發明公開了一種航空器整機高強度輻射場效應測試系統，其特點是，該系統包含：

航空金屬測試室，其設為長方體結構，內部中空，外壁上設有開口，在航空金屬測試室中形成半封閉的艙室；

攪拌器，其設置于航空金屬測試室的艙室內，進行高強度輻射場效應測試時，攪拌器進行旋轉運動；

若干接收天線，其分布設置于航空金屬測試室的艙室內，相鄰接收天線之間的間隔大于發射天線最低工作頻率的半波長；

發射天線，其設置于航空金屬測試室的艙室內，發射天線設置的位置與接收天線設置的位置不在同一視距上。

上述發射天線采用：適用于低頻的對數周期天線或適用于中頻的寬帶雙脊喇叭天線；其中低頻指頻率為25兆赫茲至120兆赫茲，中頻指6吉赫茲。

上述攪拌器包含有中軸，中軸上串設有若干攪拌葉，若干個攪拌葉首尾相連，相鄰攪拌葉之間形成夾角，若干個首尾相連的攪拌葉組合形成折線形結構。

上述攪拌器的最小長、寬、高大于發射天線工作最低頻率的半波長；攪拌器的結構符合電大尺寸和各向異性。

上述航空金屬測試室的艙室的本征模式N的數量，如式（1）：

?????????????（1）

式中，是發射天線的工作頻率，是自由空間中的光速，a為攪拌器艙室的長，b為攪拌器艙室的寬，e為攪拌器艙室的高。

一種上述航空器整機高強度輻射場效應測試系統的測試方法，其特點是，該方法包含：

發射天線發射不同頻段的電磁波，同時攪拌器旋轉；

電磁波經過航空金屬測試室和攪拌器反射，分布在航空金屬測試室的整個艙室中，形成統計均勻的電磁場；

分布于航空金屬測試室艙室內的各個接收天線接收艙室中電磁波的電場強度。

上述發射天線在25兆赫茲至120兆赫茲工作時，采用對數周期天線；發射天線在6吉赫茲工作時，采用寬帶雙脊喇叭天線。

上述發射天線和接收天線的配置方法包含：

發射天線設置在航空金屬測試室艙室的角落處，發射天線的發射方向朝向該發射天線所在的角落；

接收天線設置于航空金屬測試室艙室的另一個角落處，接收天線的接收口徑朝向攪拌器，并且該接收天線遠離攪拌器設置；

將該發射天線和接收天線設置不在同一視距上，發射天線和接收天線采用不同的極化方式發射或接收。