[發(fā)明專利]一種無人機(jī)內(nèi)部線纜EMI機(jī)理及機(jī)體屏蔽效能優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210586096.9
• 申請日: 2022-05-26
• 公開（公告）號: CN114970418A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳振坤
• 申請（專利權(quán)）人: 吳振坤
• 主分類號: G06F30/3323
• 分類號: G06F30/3323;G06F17/16;G06F113/16;G06F119/02
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 紀(jì)德虎

本發(fā)明的一種無人機(jī)內(nèi)部線纜EMI機(jī)理及機(jī)體屏蔽效能優(yōu)化方法，包括如下步驟：步驟1，建立傳輸線微單元等效模型，提取一定頻率下傳輸線纜單位長度的參數(shù)矩陣；步驟2，分析外施場激勵(lì)傳輸線的過程，建立多導(dǎo)體傳輸線模型；步驟3，搭建自帶線纜的無人機(jī)簡化腔體模型，測定外施場激勵(lì)數(shù)據(jù)，分析仿真參數(shù)，提出一整套優(yōu)化設(shè)計(jì)方案；步驟4，依據(jù)仿真優(yōu)化方案搭建自帶線纜的無人機(jī)腔體模型實(shí)物，通過電波暗室的測試平臺進(jìn)一步驗(yàn)證和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。本發(fā)明通過提取傳輸線參數(shù)矩陣和建立多導(dǎo)體傳輸線模型，并通過電磁仿真軟件結(jié)果提出優(yōu)化無人機(jī)內(nèi)部線纜信號傳輸?shù)木C合設(shè)計(jì)方案，依據(jù)仿真方案構(gòu)建自帶線纜的無人機(jī)腔體實(shí)物，實(shí)現(xiàn)研究轉(zhuǎn)化實(shí)踐應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無人機(jī)電磁干擾領(lǐng)域，尤其涉及一種無人機(jī)內(nèi)部線纜EMI機(jī)理及機(jī)體屏蔽效能優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

隨著我國電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，用電規(guī)模的不斷提高，高壓輸電網(wǎng)絡(luò)巡檢與維護(hù)隊(duì)無人機(jī)的需求越來越高，尤其是在群山、丘陵、沙漠、江河湖泊等地區(qū)，無人機(jī)巡線的應(yīng)用場景也越來越廣泛。在無人機(jī)內(nèi)部，設(shè)備之間需要敷設(shè)大量的線纜線束完整高效的傳輸各種信號，而人工組裝的線纜線束通常有著密集度高、隨意性大的特點(diǎn)，導(dǎo)致線束內(nèi)的導(dǎo)體不可避免的存在著扭絞現(xiàn)象，當(dāng)兩根或多根線纜距離很近時(shí)，它們之間會引起分布的互電感和互電容，從而導(dǎo)致大量組裝的線纜上產(chǎn)生不同程度的線間耦合，帶來的干擾最終會引起傳輸信號的衰減或者延遲，導(dǎo)致傳輸性能下降，影響無人機(jī)工作范圍和續(xù)航時(shí)間，同時(shí)也嚴(yán)重影響機(jī)體操控的穩(wěn)定性和精確性。特別的，無人機(jī)機(jī)體由于工藝安裝、散熱等情況，不可避免地存在一定的孔縫，亦會出現(xiàn)一定程度的孔縫耦合現(xiàn)象。無人機(jī)內(nèi)部有很多敏感電氣設(shè)備，對傳輸信號及工作環(huán)境的要求很高，很容易受到線間串?dāng)_的影響無法正常工作，所以研究其電磁兼容環(huán)境顯得尤為重要。同時(shí)，各國對電磁兼容的相關(guān)問題越來越重視，制定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。但目前在無人機(jī)方面，還未提出具體的系統(tǒng)級電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，僅針對設(shè)備級制定了無人機(jī)電磁兼容性指標(biāo)。

傳輸線是效率很高的電磁波接收天線，電磁輻射既可以直接耦合到敏感設(shè)備上，也可以先耦合到導(dǎo)線上，然后再傳導(dǎo)進(jìn)入敏感設(shè)備。線纜是傳導(dǎo)干擾的一個(gè)重要耦合途徑，電氣電子設(shè)備等干擾源產(chǎn)生的電磁干擾會通過傳輸線纜直接入侵電子敏感設(shè)備，或者通過感性或容性耦合進(jìn)入控制線纜和信號線纜，耦合干擾電壓幅值可高達(dá)200V 以上，持續(xù)時(shí)間可達(dá)300ms，對無人機(jī)機(jī)艙內(nèi)電氣電子設(shè)備工作的可靠性產(chǎn)生不利影響，而線間耦合將會使得無人機(jī)的電磁兼容問題變得更為嚴(yán)重和復(fù)雜。

無人機(jī)內(nèi)傳輸線所受艙內(nèi)外各種電力設(shè)備的電磁干擾問題以及其線間的串?dāng)_問題已成為影響無人機(jī)內(nèi)部傳輸線纜的主要因素，無人機(jī)機(jī)艙內(nèi)有大量連接各種電氣電子設(shè)備的導(dǎo)線，導(dǎo)線是導(dǎo)致設(shè)備或系統(tǒng)不能滿足有關(guān)電磁干擾限制要求的原因之一。如何減少線纜正常工作時(shí)產(chǎn)生的電磁干擾從而減弱對敏感電子設(shè)備的影響成為眾多學(xué)者研究的重點(diǎn)方向。因此在無人機(jī)研發(fā)初期，在不影響各機(jī)載設(shè)備正常運(yùn)行的情況下，通過線纜的排布結(jié)構(gòu)合理選擇線纜類型、調(diào)整組裝線纜的布局方式以及機(jī)身孔縫分布對機(jī)體屏蔽效能的影響等方面進(jìn)行研究，來減少線纜上的電磁干擾，同時(shí)對傳輸線上串?dāng)_預(yù)估計(jì)、根據(jù)預(yù)測結(jié)果對線纜采取合適的抗干擾措施，提高無人機(jī)機(jī)艙內(nèi)各設(shè)備之間數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)耐暾浴⒓皶r(shí)性，對提升無人機(jī)自身的安全可靠性具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對背景技術(shù)的不足提供了一種無人機(jī)內(nèi)部線纜EMI機(jī)理及機(jī)體屏蔽效能優(yōu)化方法。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

一種無人機(jī)內(nèi)部線纜EMI機(jī)理及機(jī)體屏蔽效能優(yōu)化方法，包括如下步驟：

步驟1，建立傳輸線微單元等效模型，提取一定頻率下傳輸線纜單位長度的L、C、R、G參數(shù)矩陣；

步驟2，分析外施場激勵(lì)傳輸線的過程，建立多導(dǎo)體傳輸線模型；

步驟3，搭建自帶線纜的無人機(jī)簡化腔體模型，測定外施場激勵(lì)數(shù)據(jù)，分析仿真參數(shù)，提出一整套優(yōu)化設(shè)計(jì)方案；

步驟4，依據(jù)仿真優(yōu)化方案搭建自帶線纜的無人機(jī)腔體模型實(shí)物，通過電波暗室的測試平臺進(jìn)一步驗(yàn)證和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。