[发明专利]基于仿真数据的电磁环境测试方法

说明书

技术领域

本发明属于电磁环境测试领域，具体涉及一种基于电磁场仿真数据并依据实际电磁环境中一个测试点的测试数据推演其他测试处电磁场强度的方法。可用于水面舰船甲板面及其它开阔平坦区域的辐射电磁场强度的预测。 

背景技术

为了保证舰船等武器平台上的通信设备和电磁敏感设备的正常工作，确保大型武器平台上人员、武备和燃油的安全，需要对这些区域的电磁环境进行测试和测量，以便采取措施，保证电磁场强度不超过规定的限值。目前舰船行业采取的主要手段是预先规划好测点，让测点覆盖所有关键的区域，包括敏感设备处、人员活动区、武备存放区和燃油加注、储存区等等。然后在舰船系泊或航行状态下，指挥大功率辐射源发射规定的信号，用专用场强计，在各个测点进行逐一测试。这样的测试方式存在一定的问题，首先，离大功率发射源很近的区域，电场强度很高，测试人员手持场强计在此区域测试，会受到电磁辐射的危害。其次，需要测试的点比较多，逐点测试效率较低。此外，如果要在舰船平台上建立长期的电磁环境监测系统，则需要在甲板面布设很多的电场监测传感器，然而甲板面是活动频繁的区域，布设过多的监测传感器会影响舰船总体使用的功能性。 

另一方面，电磁场仿真计算技术的发展，使复杂结构的电磁环境计算结果变得更加接近真实，特别是变化趋势上的符合性得到了大幅提高。但是其推测出的电场强度由于精确度不够还不能用于替代测试结果，只能参考并利用其预测出的电场分布规律。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足而提供一种基于仿真数据的电磁环境测试方法，它不仅能提高测试效率，保护测试人员，而且具有较高的测试精度。 

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为： 

(A)按照测试对象建立电磁仿真数值模型，运用现有电磁场仿真软件计算出该对象表面区域的电磁场分布；

(B)确定一个实测点位O，并测试出该点位的实际电场强度E_测，根据所要推演的推测点位T、实测点位O，以及辐射源点位S确定一个平面，从仿真数据中截取上述平面的计算结果； 

(C)用直线连接推测点位T和实测点位O，从辐射点位S向TO作垂线相交于V点，从VT、VO线段中选取较长线段，从仿真数据中提取该较长线段上的预测数据；当T与O、S在一条直线上时，直接从仿真数据中提取ST射线上的预测数据；然后进行乘幂拟合，获得拟合方程 描述场强幅度随距离的变化；其中R为VT或VO线段上的任意点距V点的距离(单位：m)，或为ST线段上的任意点距S点的距离，E为该点对应的仿真预测电场强度(单位：V/m)； 

(D)将b_仿作为推演方程 中的b_推，并将实测点位O测得的电场强度E_测及O点距V点的距离代入；当T与O、S在一条直线上时，将O点距S点的距离代入；求出a_推； 

(E)将推测点位T距V点的距离代入 当T与O、S在一条直线上时，将T距S的距离代入 即可推测出T点的电场强度近似值。 

根据经典电磁学理论，自由空间中的电磁场辐射特性有一定的规律。在离开辐射源较远的菲涅耳(Fresnel)区，有些场分量按1/R³减小。离开辐射源更远的“远场区”或“弗朗荷费(Fraunhoffer)区”，场强则按1/R减小。R为距辐射源的距离。 

在屏蔽室里对放置在高出地板1m的绝缘台上的单载流电缆和复电缆所作的许多测量也证实，电缆周围产生的磁场H近似按函数1/R²减小到某个距离，随后又按1/R^1.5减小到某个距离，再以后则按1/R减小。电场衰减也有类似的特性。 

经过对多条舰船甲板面的电场分布特性仿真和测试数据分析之后，发现对真实环境中的电场衰减特性也可以用E＝aR^-b(其中a≥0，b∈[0，3])进行描述。 

辐射源点位S、实测点位O和需要推测的推测点位T有四种位置关系，如图2中T₁、T₂、T₃和T₄所示。具体的推测方法步骤如下：