[发明专利]基于耦合装置的传导敏感度测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及传导敏感度的测试方法技术领域，尤其涉及一种基于耦合装置的传导敏感度测试方法。

背景技术

现代战争中武器装备面临的电磁环境愈加复杂和恶劣，由于强电磁辐射场能够显著干扰系统和设备的正常工作，严重威胁装备正常效能的发挥，因此需要预先开展强场电磁辐射敏感度试验，检验装备的战场电磁环境生存能力。目前广泛采用的方法是全电平电磁辐照测试法，这类方法已日趋完善和成熟。然而，现行电磁兼容测试标准中给出的电磁辐射敏感度测试场强不断提高。在现有实验室条件下，想要在大空间范围内模拟标准要求的电磁环境是十分昂贵甚至难以实现的，这导致传统的全电平电磁辐照法已无法满足测试需求。为此，必须发展新的测试方法，电流注入法就是在这样的背景下受到关注并逐步发展起来的。

电流注入法目前主要用于传导敏感度测试，主要包括大电流注入(bulk current injection,BCI)法、直接电流注入(direct current injection,DCI)法和脉冲电流注入(pulsed current injection,PCI)法等。从上世纪60年代开始，国内外研究单位就竞相开展相关研究，使得电流注入技术得到了持续的发展，其中BCI技术的发展最快，目前已被写进多种行业标准中，成为了一种不可或缺的测试方法。DCI技术主要应用于飞机和导弹的电磁兼容(electromagnetic compatibility,EMC)测试。PCI技术主要用于检验防护设备的瞬态抑制性能和电路对传导脉冲干扰的耐受程度。

BCI是一种使用铁氧体注入探头的共模注入方法，干扰信号首先通过注入探头耦合至互联线缆，进一步以传导方式耦合至线缆终端的EUT，试验配置如图1所示。作为一种传导敏感度测试方法，BCI已被广泛接受，尤其是在军用和汽车行业领域中。例如，国军标GJB151B-2013中传导敏感度测试测试项目CS114、CS115和CS116都是基于BCI技术实现的。

研究表明，BCI技术在200MHz以下的测试结果有着良好的重复性，但在200MHz以上其测试结果对探头的位置十分敏感，但英国国防标准将BCI的适用频率上限定为400MHz。造成BCI方法适用频率范围受限的原因主要有两方面：一是当频率升高后，由于波长与线缆长度可比拟，所以在线缆上会产生明显的驻波效应，此时监测电流值和注入响应均与注入位置密切相关，从而影响了试验的可重复性；二是电流注入探头的应用频带受限。随着频率的上升，注入探头内部铁氧体环的相对磁导率迅速下降，由于磁滞现象及涡流的存在，磁芯的损耗会显著上升，高频时的谐振现象限制了探头的传输功能，因此400MHz以上的注入技术还有待进一步研究。

传导敏感度测试中需要获取的关键参数是EUT出现效应时对应输入端口的电流IEUT，测试标准中给出的方法是根据监测探头测量的电压值和该探头的转移阻抗计算得到IEUT。然而，Paolo S.Crovetti等人的研究表明，上述方法仅当频率低于100MHz时有效，频率继续升高后，由于寄生参数的影响，计算值与真实值间的误差会不断增大，最大误差可达30dB左右。由此可见，当前传导敏感度测试方法在100MHz以上时存在局限性。

此外，国标GBT17626.6中还使用CDN和电磁钳开展传导敏感度测试，适用频率上限为230MHz。对于GJB151B-2013中的CS103、CS104和CS105，虽然规定通过天线端口对接收机开展传导敏感度试验的频率达到了20GHz，但其关注的主要是互调干扰、无用信号抑制和交调干扰情况，而且不适用于辅助设备有工作信号传输的情况。在400MHz以上，目前的电磁兼容测试标准还没有给出针对其他干扰或损伤情况的传导敏感度测试方法。

相比于辐射敏感度测试，传导敏感度测试操作更为简便，十分适合在设备研制阶段用于电磁兼容预实验测试。工程实际中，将传导敏感度测试应用于400MHz以上是有必要的。例如，在射频前端系统中，为保护低噪声放大器和后续信号处理电路中的敏感设备，一般会在天线接收主通道上添加一级或多级防护电路。在研制阶段，通过注入方法研究射频前端主通道的防护能力是十分方便的。然而，此类系统的干扰信号频率可能大于400MHz，例如高功率微波和超宽带电磁脉冲等。因此，有必要研究400MHz以上开展传导敏感度测试的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于耦合装置的传导敏感度测试方法，所述方法不必关心测试时被测试件EUT特性是否发生变化，只需通过测试得到的其它参数就可以判断EUT是否出现干扰或损伤效应。