[發明專利]電動陣列衛星聲振一體化模擬試驗系統

在審

• 申請號: 201711209618.9
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107976293A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 馬蕾;李霖圣;宋港;齊曉軍;張利;陳麗
• 申請（專利權）人: 上海衛星裝備研究所
• 主分類號: G01M7/06
• 分類號: G01M7/06;G01M7/02;G01M13/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 莊文莉

技術領域

本發明涉及衛星發射階段力學環境模擬，具體地，涉及一種電動陣列衛星聲振一體化模擬試驗系統。

背景技術

隨著航天技術的發展和進步，衛星動力學環境試驗已從單一動力學環境試驗到多種動力學綜合環境試驗轉移。聲試驗是近年來動力學環境試驗中發展較快的一個分支，它的發展是與航空航天事業的發展緊密相連的。衛星在發射和飛行過程中經受多種動力學環境，而以振動環境最為人們所重視。運載火箭頭部的人造衛星受到4個主要振源的影響：由發動機點火、級間分離等引起的瞬態振動；由運載火箭發動機推力脈動或其它機械裝置引起的振動；由發動機在起飛階段排氣噪聲引起的結構振動以及因氣動噪聲引起的結構振動。前二種環境在靠近振源處較為嚴重，對遠離振源的衛星則因運載火箭的結構阻尼而衰減，且高頻能量將嚴重衰減。后二種振源直接作用于衛星或衛星整流罩的表面，故將引起衛星結構的強烈振動。

國外，尤其是美國國家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration，NASA)及歐洲航天局(abbr.European Space Agency，ESA)均建立了航天器聲振聯合試驗室，試驗方法比較成熟，在研究基礎上形成相關標準及規范，并實際應用于型號試驗。比較典型的有克萊曼婷-環月測繪飛行器的研制過程中對結構星和發射星進行了X向的噪聲和振動組合試驗。由于在聲振組合試驗中產品受到了充分的考核，后經數據分析和處理，該星取消了原定的Y向和Z向隨機振動試驗。在怏速散射計衛星(QuikSCAT)項目中進行了隨機振動、模態、準靜載和噪聲的組合試驗，使產品受到充分考核，同時節約了該項目研制試驗時間和經費。

衛星聲振一體化模擬試驗系統目的在于更加真實的模擬衛星主動段在整流罩內、在軌工作時實際承受的力學環境，考核儀器設備和衛星結構對環境的適應性和環境對可靠性的影響。因此要對衛星聲振一體化試驗問題的深入研究成為需要迫切面對和解決的關鍵性課題。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種電動陣列衛星聲振一體化模擬試驗系統。

根據本發明提供的一種電動陣列衛星聲振一體化模擬試驗系統，包括電動陣列聲場模擬系統和振動模擬試驗系統；

所述電動陣列聲場模擬系統用于提供噪聲激勵并采集聲信號；

所述振動模擬試驗系統用于提供振動激勵并采集加速度信號。

優選地，所述電動陣列聲場模擬系統包括電動揚聲器陣列；

所述電動揚聲器陣列包括音響；

所述音響包括揚聲器；

所述音響和揚聲器的數量均為多個；

所述音響構成模塊；

所述揚聲器用于為衛星提供噪聲激勵；

所述電動揚聲器陣列，還包括聲傳感器；

所述聲傳感器用于在試驗過程中采集聲信號。

優選地，所述振動模擬試驗系統包括振動臺；

所述振動臺用于為衛星提供振動激勵；

所述振動模擬試驗系統，還包括加速度傳感器；

所述加速度傳感器用于在試驗過程中采集加速度信號。

優選地，所述振動模擬試驗系統，還包括功放和數控系統；

所述功放和數控系統與電動揚聲器陣列和振動臺相連接；

所述功放和數控系統用于提供穩定聲源與振源，并進行數據采集和處理。

優選地，多個所述揚聲器分為低頻揚聲器、中頻揚聲器以及高頻揚聲器；

所述低頻揚聲器的頻率范圍為20～125Hz；

所述中頻揚聲器的頻率范圍為200～1000Hz；

所述高頻揚聲器的頻率范圍為1000～20kHz；

所述電動陣列衛星聲振一體化模擬試驗系統的試驗總聲壓級為130dB。

優選地，所述功放和數控系統與振動臺、加速度傳感器相連接；

所述振動臺的頻率為5～2000Hz。

優選地，所述電動揚聲器陣列的上部設置有消聲毯；

所述電動揚聲器陣列的高度高于衛星至少1米；

多個所述揚聲器的一部分揚聲器位于電動揚聲器陣列的上部，并與電動揚聲器陣列呈預設角度。

優選地，所述電動揚聲器陣列通過功放和數控系統進行單輸入至單輸出或多輸入至多輸出控制。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：