[发明专利]一种狭小舱段内部电磁环境的表征和获取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁环境的表征和获取方法，特别是一种狭小舱段内部电磁环境的表征和获取方法，属于电磁场与微波技术领域。

背景技术

对于尺寸狭小的舱段结构(例如10cm*10cm*10cm的测试空间)，其内部电子设备安装密度大，舱壁及设备外壳等金属结构对电磁波的近场耦合、折反射作用明显，加之电子设备不同运行状态产生的信号样式、功率大小等不断变化，从而使狭小舱段内部的电磁环境非常复杂。

舱内电磁环境如何界定和获取，目前尚没有明确的标准及相对应的获取方法和手段。主要存在如下难点：

1.舱段内部电磁环境随设备工作流程时序、不同位置状态不断变化，电磁环境重点关注的频段、位置、量值没有明确界定，舱段内部电磁环境如何去表征需要明确。

2.舱段内部空间狭小，可用于测试的空间有限，且小空间使得舱内电磁环境影响因素增多，目前在测试方法和测试手段上均无标准规范可依，需要明确舱内电磁环境的获取方法及相应的小型化测试设备。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种狭小舱段内部电磁环境的表征和获取方法，实现了对航天器狭小舱段内电磁环境分布情况的准确表征。

本发明的技术解决方案是：一种狭小舱段内部电磁环境的表征和获取方法，包括以下步骤：

(1)确定舱段内的电磁环境来源和电磁环境来源参数，进而确定舱段内的电磁环境；

(2)根据步骤(1)中确定的舱段内的电磁环境、被测舱段结构尺寸和被测舱段内部仪器设备的安装位置，分析每个敏感设备的被测区域空间大小，若某一个敏感设备的被测区域空间满足测试条件，则进入步骤(3)，对该敏感设备的电磁环境进行测试；否则，不对该敏感设备的电磁环境进行测试；

(3)确定敏感设备测试项目，并选择不同测试项目对应的传感器；所述测试项目包括综合电场测试、频域电场测试和传导电流测试；所述综合电场测试对应的传感器为综合电场探头，所述频域电场测试对应的传感器为天线，所述传导电流测试对应的传感器为电流探头；

(4)根据步骤(3)确定的测试项目和传感器，构建电磁环境测试系统；

(5)利用步骤(4)构建的电磁环境测试系统，获取舱段内电磁环境测试数据；所述数据包括综合电场测试数据、频域电场测试数据和传导电流测试数据；

(6)对步骤(5)中获取的数据进行采集和筛选，获得不同位置和时间舱内电磁环境分布情况。

所述电磁环境来源包括：

(1-1)发射天线的有意发射及其旁瓣和背瓣，通过孔缝泄漏进入舱内；

(1-2)舱内发射机以及电子设备通过传导或辐射的泄漏；

(1-3)舱段内部非电类设备由于电离效应产生的瞬态辐射发射，所述非电类设备包括电爆装置和火工品；

(1-4)舱内电缆冲击电流注入时，通过线-场耦合方式影响舱内电磁环境；

(1-5)外界电磁信号通过孔缝泄漏进入舱内，所述外部电磁信号包括雷电、静电、电磁脉冲和外界跟踪雷达信号。

所述确定电磁环境来源参数，具体为：

(2-1)发射天线的参数包括：工作时段、工作频率范围、发射机功率、天线数量和天线安装位置；

(2-2)舱内发射机以及电子设备的参数包括：频率、功率、本振、时钟、频谱包络、脉冲波形上升沿、脉冲波形下降沿、脉冲宽度以及设备在舱段内和舱段上的安装位置；

(2-3)非电类设备的参数包括：非电类设备安装位置和点火瞬态时序；

(2-4)舱内电缆冲击电流参数包括：电流峰值、电流波形上升沿、电流波形下降沿、脉冲宽度和工作时段；

(2-5)外界电磁信号的参数为预先给定的各外界电磁信号的参数。

所述步骤(2)中被测区域空间满足测试条件，具体为：

若对敏感设备的电磁环境进行电场频域测试，则当天线与敏感设备的距离大于等于天线工作波长时，该敏感设备的被测区域空间满足测试条件；

若对敏感设备的电磁环境进行综合电场测试，则当综合电场传感器实现对该敏感设备的接触测试时，该敏感设备的被测区域空间满足测试条件；

若对敏感设备的电磁环境进行传导电流测试，则当电流传感器实现将敏感设备置于电流传感器卡环内进行接触测试时，该敏感设备的被测区域空间满足测试条件。

所述步骤(4)中根据步骤(3)确定的测试项目和传感器，构建电磁环境测试系统，具体为：