[发明专利]航空器整机高强度辐射场效应测试系统及测试方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种电磁干扰及电磁兼容性的测试技术，具体涉及一种航空器整机高强度辐射场效应测试系统及测试方法。

背景技术

现代电磁环境十分复杂，既有自然电磁干扰源，如雷电、静电等，又有强烈的人为干扰源，如高强度辐射场（high-intensity radiated fields ，HIRF）。HIRF是来自地面、舰船、海上平台或航空器上的雷达、无线电、电视、卫星上行数据等高功率发射机的辐射，它是由人类活动造成的电磁环境问题，特点是频带宽、作用时间长。现代民用客机、导弹及火箭等航空航天器中电子设备应用越来越多，而这类设备更容易受高强度电磁辐射的影响，高强度电磁辐射已成为影响航空航天安全的重要因素。

航空器的HIRF（高强度辐射场）效应是一个重要电磁干扰（electromagnetic interference，EMI）问题。为了提高可信度和完整性，支持通信和航空的电子设备通常都是屏蔽了的。此外，这类电子设备通常也安置在有口径的盒子中。在这种结构中，一个外部信号既可以穿透孔径，也可以与内部能量耦合。多个合作与非合作信号的电磁环境就会使电子设备的操作出问题，比如通信系统中的干扰。因此，研究航空器的HIRF效应及其测试方法具有重要意义。

目前，航空器的HIRF效应及其测试方法可以采用模式搅拌混波室，MSRC是一个特殊的实验系统，它由特殊屏蔽体、高Q因子反射面、搅拌器、射频信号源、功率射频放大器、发射天线和接收天线、以及功率和场强监控设备，接收机，测试和校正软件等组成。与传统测量方式相比，采用搅拌器方式在测量时间与费用、有效模拟复合场等方面具有优势，在HIRF效应测试的准确性、可靠性及可重复性等方面也具有较大优势。在航空领域，模式搅拌混波室（Mode-Stirred Reverberation Chambers，MSRC）却很少使用。原因是建造一个能够容纳航空器整机的MRSC代价昂贵。 

发明内容

本发明公开了一种航空器整机高强度辐射场效应测试系统及测试方法，采用航空金属测试室对航空器进行高强度辐射场效应测试，测试经济高效。

为实现上述目的，本发明公开了一种航空器整机高强度辐射场效应测试系统，其特点是，该系统包含：

航空金属测试室，其设为长方体结构，内部中空，外壁上设有开口，在航空金属测试室中形成半封闭的舱室；

搅拌器，其设置于航空金属测试室的舱室内，进行高强度辐射场效应测试时，搅拌器进行旋转运动；

若干接收天线，其分布设置于航空金属测试室的舱室内，相邻接收天线之间的间隔大于发射天线最低工作频率的半波长；

发射天线，其设置于航空金属测试室的舱室内，发射天线设置的位置与接收天线设置的位置不在同一视距上。

上述发射天线采用：适用于低频的对数周期天线或适用于中频的宽带双脊喇叭天线；其中低频指频率为25兆赫兹至120兆赫兹，中频指6吉赫兹。

上述搅拌器包含有中轴，中轴上串设有若干搅拌叶，若干个搅拌叶首尾相连，相邻搅拌叶之间形成夹角，若干个首尾相连的搅拌叶组合形成折线形结构。

上述搅拌器的最小长、宽、高大于发射天线工作最低频率的半波长；搅拌器的结构符合电大尺寸和各向异性。

上述航空金属测试室的舱室的本征模式N的数量，如式（1）：

             （1）

式中，是发射天线的工作频率，是自由空间中的光速，a为搅拌器舱室的长，b为搅拌器舱室的宽，e为搅拌器舱室的高。

一种上述航空器整机高强度辐射场效应测试系统的测试方法，其特点是，该方法包含：

发射天线发射不同频段的电磁波，同时搅拌器旋转；

电磁波经过航空金属测试室和搅拌器反射，分布在航空金属测试室的整个舱室中，形成统计均匀的电磁场；

分布于航空金属测试室舱室内的各个接收天线接收舱室中电磁波的电场强度。

上述发射天线在25兆赫兹至120兆赫兹工作时，采用对数周期天线；发射天线在6吉赫兹工作时，采用宽带双脊喇叭天线。

上述发射天线和接收天线的配置方法包含：

发射天线设置在航空金属测试室舱室的角落处，发射天线的发射方向朝向该发射天线所在的角落；

接收天线设置于航空金属测试室舱室的另一个角落处，接收天线的接收口径朝向搅拌器，并且该接收天线远离搅拌器设置；

将该发射天线和接收天线设置不在同一视距上，发射天线和接收天线采用不同的极化方式发射或接收。