CN103048561A - 一种深空飞行器联合体emc测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种深空飞行器联合体EMC测试方法，包括：构成飞行器联合体的各个探测器均断电，对EMC测试设备进行校准，检测微波暗室背景噪声情况；分别对各个探测器进行电磁辐射和敏感度测试；对各个探测器的测试数据进行分析，判别飞行器联合体的各个探测器之间相互干扰的抑制情况；对飞行器联合体进行电磁自兼容测试。本发明针对电磁干扰来源，采用由点到面的测试方法，可以快速地、可靠地和安全地检测深空飞行器联合体之间的电磁兼容性特性，明确电磁干扰的来源，安全可靠地检测出电磁干扰和故障，提高了深空飞行器联合体的EMC测试效率。

Description

一种深空飞行器联合体EMC测试方法

技术领域

本发明涉及EMC测试方法，尤其是可以应用于深空探测器以及大型联合体之间的EMC测试，具体涉及一种深空飞行器联合体EMC测试方法。

背景技术

目前在航天领域EMC测试选用GJB151A-97《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》、GJB152A-97《军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量》标准。这两个标准明确规定使用于单独的军用设备和分系统，对于多个军用设备和联合体之间电磁兼容没有明确的规定。以往对于地球卫星，EMC测试是针对卫星内部的各个单机的，没有对多个探测器整体考虑EMC特性和相应的测试方法。

但随着深空探测发展，探测联合体由多个单体组成，如上面极、探测器、着陆器和返回器等，联合体中的每个单体就相当于一个卫星，都可以单独测试，独立完成相应任务，由于探测联合体的单体的独立性强，就会减少联合测试的时间，使得电磁兼容问题更为突出。这就要求寻找一种EMC测试方法和评价体系，快速检测探测器联合体的电磁兼容性。

发明内容

在深空探测中，为了远距离飞行，飞行器一般由上面极、探测器、着陆器和返回器等联合体组成，它们之间要相互供电，并且空间距离相当的近。这时就有可能产生严重的电磁干扰，影响飞行器的寿命，因此本发明提供了一种适合联合体的EMC测试方法和给出了测试数据评价体系。

根据本发明的一个方面，提供一种深空飞行器联合体EMC测试设备，包括计算机、频谱仪、信号发生器、功率放大器、天线、电流传感器、以及测量接收机，其中，所述计算机连接所述频谱仪、信号发生器、以及测量接收机，所述功率放大器连接在所述天线与信号发生器之间，测量接收机连接所述电流传感器和天线，所述计算机用于控制所述频谱仪、信号发生器、测量接收机的工作，对测试数据进行采集、分析和比对，所述信号发生器用于产生不同频点的射频信号，所述功率放大器用于调节输入和输出射频信号的大小，所述频谱仪用于检测探测器电磁辐射发射，所述测量接收机用于接收来自天线和电流传感器的信号，所述计算机包括连接所述测量接收机的电磁辐射发射测试数据记录装置、电磁辐射敏感度测试记录装置、传导辐射发射测试记录装置、以及传导敏感度测试记录装置。

优选地，所述计算机还包括测试数据评价装置，其中，所述测试数据评价装置用于对电磁辐射发射数据与电磁敏感度数据的大小进行比对。

根据本发明的另一个方面，还提供一种深空飞行器联合体EMC测试方法，包括如下步骤：

步骤1：构成飞行器联合体的各个探测器均断电，对EMC测试设备进行校准，检测微波暗室背景噪声情况；

步骤2：分别对各个探测器进行电磁辐射和敏感度测试；

步骤3：对各个探测器的测试数据进行分析，判别飞行器联合体的各个探测器之间相互干扰的抑制情况；

步骤4：对飞行器联合体进行电磁自兼容测试。

优选地，所述步骤2包括如下步骤：

步骤201：放置EMC测试设备的天线，使天线对准探测器的一个测试面，其中，所述天线与探测器之间的距离等于相邻探测器之间的距离；

步骤202：令探测器按照飞行模式工作，同时进行EMC测试，并记录；

步骤203：测试完一个测试面的EMC情况后，探测器断电，将天线对下一个测试面重新进行步骤202的EMC测试，直至完成所有测试面的EMC测试，测试结束，探测器断电，

优选地，所述测试面包括水平面和底面，其中，所述水平面包括+X面、X面、+Y面、-Y面，所述底面包括-Z面、+Z面。

优选地，天线与探测器之间相距0.6米。

电磁辐射测试和电磁敏感度测试一体化考虑，针对3个探测器联合体，电磁辐射数据小于电磁敏感度数据约12dB以上；对于个别数据超差点，不在探测器的敏感接收频点上时，电磁辐射数据小于电磁敏感度数据约6dB以上。

与现有技术相比，本发明针对电磁干扰来源，采用由点到面的测试方法，可以快速地、可靠地和安全地检测深空飞行器联合体之间的电磁兼容性特性，明确电磁干扰的来源，安全可靠地检测出电磁干扰和故障，提高了深空飞行器联合体的EMC测试效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明所提供EMC测试设备的构成图；

图2为本发明电磁辐射发射测试连接图；

图3为本发明电磁辐射敏感度测试连接图；

图4为本发明传导辐射发射测试连接图；

图5为本发明传导敏感度测试连接图；

图6为本发明所提供EMC测试方法的原理图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的EMC测试方法。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

图1为本发明深空探测器EMC测试平台。EMC测试平台主要由计算机、频谱仪、信号发生器、功率放大器和天线等组成。图1中示出的有源天线用于接收和/或发射电磁信号，根据频率范围的不同选择不同类型的天线。图1中示出的电流传感器用于接收传导辐射信号，根据频率范围的不同选择不同类型的电流传感器。电磁兼容试验前需要对测试平台进行自校零，即信号发生器标准的频率信号输入给频谱仪进行校准。EMC测试平台也可已采用专用EMC的测试设备。

图2为深空探测器的电磁辐射发射测试设备连接图，图2示出的装置用于检测探测器对外辐射信号的强度。探测器与接收天线的距离约为探测器联合体之间的距离，重点测试方向为探测器之间相对面的辐射发射情况。对于国军标通常选取探测器与接收天线距离为1米，而这里距离较近，可以选取0.6米。对于电场辐射发射指标：产生窄带干扰电场电压峰值E范围，在如下频率情况下：频率范围1kHz～60MHz，不大于108dBμV/m；频率范围60MHz～1GHz，不大于116dBμV/m。由于探测器之间的距离较近，所以必须对磁场辐射发射进行测试，对于磁场辐射发射指标：产生窄带干扰磁场电压峰值H范围，在频率范围10～300kHz，不大于92dBμA/m。

图3为深空探测器的电磁敏感度测试设备连接图，图3示出的装置用于测试探测器能够承受辐射信号的强度。探测器与发射天线的距离约为探测器联合体之间的距离，重点测试方向为探测器之间相对面的电磁敏感度的情况。对于国军标通常选取探测器与接收天线距离为1米，而这里距离较近，可以选取0.6米。对于电场敏感度指标：其窄带干扰电场强度E的峰值不大于120dBμV/m，频率范围1～300MHz。由于探测器之间的距离较近，所以必须对磁场敏感度进行测试，对于磁场敏感度指标：在允许的产生窄带干扰磁场电压峰值H情况下，在距探测器任一表面600mm距离产生的窄带干扰不大于100dBμA/m，频率范围1～300kHz。

图4为探测器传导辐射发射测试设备连接图，其中电缆网隔离器隔离导线上电源产生电磁辐射信号，使传导探头只检测探测器的传导辐射。注意传导探头距离探测器为探测器之间导线的距离，由于导线中电磁信号的衰减较少，所以距离可取0.3米,传导辐射发射测试指标如下：频率范围1～20kHz，不大于80dBμA；频率范围20kHz～2MHz，不大于[166－20lgf（Hz）]dBμA；频率范围2～30MHz，不大于40dBμA。传导测试的电缆线有电源供电线、电源地线、和在一起电源供电线与电源地线，需要分别进行三次测试。探测器进行传导测试时，每次探测器断电后，探测器需要休息15分钟。

图5为探测器传导敏感度测试设备连接图，其中信号发生器产生不同频率的干扰信号，测试探测器的抗干扰能力。传导敏感度试指标如下：频率范围1～20kHz，不小于100dBμA/m；频率范围20kHz～2MHz，不小于[186-20lgf(Hz)]dBμA/m；频率范围2～30MHz，不小于60dBμA/m。

根据本发明提供的深空飞行器联合体EMC测试方法具体如下

步骤一，探测器按吊装要求进行吊装；

步骤二，进行探测器测试设备和EMC测试设备连接和准备；

步骤三，放置天线，分别对准探测器的水平四个面（+X面、-X面、+Y面、Y面）和底面（-Z面，+Z面），相距为0.6米；

步骤四，对EMC测试设备进行校准，检测测试环境的背景噪声。

步骤五，探测器按照飞行模式工作，同时进行EMC测试，并记录；

步骤六，测试完一个面的EMC情况后，探测器断电，将天线对另一面重新进行步骤五的EMC测试；

步骤七，重复第五、六步骤，完成所有EMC测试点的测试，测试结束，探测器断电；

步骤八，按照以上步骤分别对不同探测器单体进行测试；

步骤九，对每个探测器的测试数据进行分析，判别探测器联合体之间相互干扰的抑制情况。

步骤十，对探测器组合体进行电磁自兼容测试。

图6示出根据本发明提供的深空飞行器联合体EMC测试方法的一个实施例，在本实施例中，飞行器联合体由探测器I、探测器II、以及探测器III构成，具体地，包括如下步骤：

步骤一：构成飞行器联合体的各个探测器均断电，检测微波暗室背景噪声情况；

步骤二：对探测器I进行电磁辐射和敏感度测试；

步骤三，对探测器II进行电磁辐射和敏感度测试；

步骤四，对探测器III进行电磁辐射和敏感度测试；

步骤五，对探测器I、探测器II、探测器III的测试数据进行分析，判别飞行器联合体之间相互干扰的抑制情况；

步骤六，对探测器组合体进行电磁自兼容测试。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种深空飞行器联合体EMC测试设备，其特征在于，包括计算机、频谱仪、信号发生器、功率放大器、天线、电流传感器、以及测量接收机，其中，所述计算机连接所述频谱仪、信号发生器、以及测量接收机，所述功率放大器连接在所述天线与信号发生器之间，测量接收机连接所述电流传感器和天线，所述计算机用于控制所述频谱仪、信号发生器、测量接收机的工作，对测试数据进行采集、分析和比对，所述信号发生器用于产生不同频点的射频信号，所述功率放大器用于调节输入和输出射频信号的大小，所述频谱仪用于检测探测器电磁辐射发射，所述测量接收机用于接收来自天线和电流传感器的信号，所述计算机包括连接所述测量接收机的电磁辐射发射测试数据记录装置、电磁辐射敏感度测试记录装置、传导辐射发射测试记录装置、以及传导敏感度测试记录装置。 

2.根据权利要求1所述的深空飞行器联合体EMC测试设备，其特征在于，所述计算机还包括测试数据评价装置，其中，所述测试数据评价装置用于对电磁辐射发射数据与电磁敏感度数据的大小进行比对。 

3.一种深空飞行器联合体EMC测试方法，其特征在于，包括如下步骤： 

步骤1：构成飞行器联合体的各个探测器均断电，对EMC测试设备进行校准，检测微波暗室背景噪声情况； 

步骤2：分别对各个探测器进行电磁辐射和敏感度测试； 

步骤3：对各个探测器的测试数据进行分析，判别飞行器联合体的各个探测器之间相互干扰的抑制情况； 

步骤4：对飞行器联合体进行电磁自兼容测试。 

4.根据权利要求3所述的深空飞行器联合体EMC测试方法，其特征在于，所述步骤2包括如下步骤： 

步骤201：放置EMC测试设备的天线，使天线对准探测器的一个测试面，其中，所述天线与探测器之间的距离等于相邻探测器之间的距离； 

步骤202：令探测器按照飞行模式工作，同时进行EMC测试，并记录； 

步骤203：测试完一个测试面的EMC情况后，探测器断电，将天线对下一个测试面重新进行步骤202的EMC测试，直至完成所有测试面的EMC测试，测试结束，探测器断电。 

5.根据权利要求4所述的深空飞行器联合体EMC测试方法，其特征在于，所述测试 面包括水平面和底面，其中，所述水平面包括+X面、-X面、+Y面、-Y面，所述底面包括-Z面、+Z面。 

6.根据权利要求4所述的深空飞行器联合体EMC测试方法，其特征在于，天线与探测器之间相距0.6米。 

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