[發明專利]一種衛星電推進系統電磁輻射特性模擬器

在審

• 申請號: 201710820137.5
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN107727942A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 張玉廷;李博;徐軍;周懷安;韓運忠;張華;李莉;劉曉
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08;G01R31/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心11120
• 代理人: 仇蕾安,楊志兵

技術領域

本發明涉及航天器衛星電推進系統，特別涉及一種針對衛星用的電推進系統的電磁輻射特性地面模擬器。

背景技術

隨著航天器技術的進步，電推進系統開始在通信衛星和深空探測衛星領域越來越得到廣泛的應用，電推進系統代替傳統的化學推進系統，保證航天器更高的工作壽命。電推進在帶來一系列技術進步的同時，其產生的等離子羽流體，會產生電磁輻射，給衛星帶來電磁兼容性問題。因此，電推進系統與衛星的電磁兼容性必須進行充分評估。

由于電推進系統中的推力器必須工作在真空、低溫環境中，一方面傳統的電磁兼容性實驗室不滿足推力器的工作環境要求，另一方面推力器地面試驗應用的真空罐尺寸不滿足衛星的要求。由于這兩方面的原因，電推進系統無法實施與衛星的直接電磁兼容性試驗。而如果要建造一個滿足真空低溫環境需求的能夠容納衛星的大尺寸電磁兼容性試驗環境，其技術難度和設計建造成本都是巨大的。

發明內容

本發明的目的是：為克服現有技術的不足，提供一種衛星電推進系統電磁輻射特性模擬器。

本發明的技術方案是：一種衛星電推進系統電磁輻射特性模擬器，包括：控制計算機、狀態觸發模塊、信號源模塊、波控網絡、功率放大模塊、輻射天線模塊以及場強反饋模塊；

所述控制計算機用于獲取電推進系統處于工作狀態時的電磁輻射發射試驗數據，并通過傅里葉反變換將電磁輻射發射試驗數據變換為時域特性數據后，發送至所述信號源模塊作為輻射源；

所述狀態觸發模塊用于測量電推進系統的電源輸出線在工作狀態切換過程中的浪涌信號，并將測量信號輸出到所述信號源模塊的觸發端口，作為信號源模塊的觸發信號；

所述信號源模塊對所述輻射源按設定頻率采樣后作為模擬器電磁輻射源信號；所述信號源模塊觸發后將所述模擬器電磁輻射源信號發送至所述波控網絡；

所述功率放大模塊包括兩個以上功率放大器，每個功率放大器對應一個測試頻段；所述輻射天線模塊包括兩個以上輻射天線，每個所述功率放大器連接一個輻射天線；

所述波控網絡接收到所述信號源模塊輸出的模擬器電磁輻射源信號后，根據測試頻段選通對應的功率放大器；與所述波控網絡接通的功率放大器將干擾源輻射源信號放大后通過與之相連的輻射天線輻射輸出；

所述場強反饋模塊監測所述輻射天線模塊輻射輸出的電場強度，并將電場強度反饋至所述控制計算機；所述控制計算機將反饋的電場強度與預設的電場強度進行對比，基于差值控制當前接通的功率放大器的輸出，保證所述場強反饋模塊監測到的電場強度與預設的電場強度一致。

所述電推進系統的工作狀態包括：DC/AC開機狀態、中和器點火狀態、放電室點火狀態和束流引出狀態。

所述狀態觸發模塊包括：電流探頭與示波器；所述電流探頭的輸入端與電推進系統電源輸出端正極相連，輸出端與所述示波器的輸入端相連，所述示波器的工作模式為觸發模式，所述示波器的輸出端口通過一根一端為BNC接頭另一端為SMA結構的電纜連接到所述信號源模塊的觸發端口。

有益效果：利用本發明可在常規的電磁兼容性實驗室內，模擬衛星用電推進系統的電磁輻射特性，驗證電推進輻射發射特性對衛星系統的電磁兼容性影響，無需設計專門的大尺寸低溫真空電磁兼容性實驗室。

附圖說明

圖1為本發明的結構組成框圖；

圖2為本發明實施例中波控網絡基于不同測試頻段選通的不同通路的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。

參見附圖1，一種衛星電推進系統電磁輻射特性模擬器，它包括：控制計算機1、狀態觸發模塊2、信號源模塊3、波控網絡4、功率放大模塊5、輻射天線模塊6以及場強反饋模塊7；

衛星電推進系統進行單機級層面的電磁輻射發射測試，在電推進系統進行單機級層面測試過程中，采用一臺ESMD接收機獲取推力器電磁輻射特性測試的射頻數據；

控制計算機1用于獲取電推進系統處于工作狀態時的電磁發射試驗數據，并通過傅里葉反變換將電磁發射試驗數據由頻域數據變換為時域數據，即電磁輻射發射數據，并將該電磁輻射發射數據導入至信號源模塊3。電推進系統工作狀態包括：DC/AC開機狀態、中和器點火狀態、放電室點火狀態和束流引出狀態。