CN107658574B - 一种复杂电磁环境构建系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复杂电磁环境构建系统，包括方舱，方舱内部并排设置有三组不同频段的电磁波发射装置，每个电磁波发射装置均包括与方舱底部连接的底座，每个底座上均设置有极化旋转转台，每个极化旋转转台上均安装有喇叭天线阵列，三组喇叭天线阵列的朝向一致，每组喇叭天线阵列均通过馈线系统连接至信号输入接口，每个底座、极化旋转转台均通过通讯控制接口连接至控制单元，控制单元还连接有键盘和显示器；该系统满足宽频段、大功率电磁环境的产生，可将来自同频段发射机的高功率微波信号定向发射到指定位置，用于EMC电磁环境的产生，在大功率状态下、要求的距离范围内产生可满足使用的电磁波信号，以实现复杂电磁环境的构建。

Description

一种复杂电磁环境构建系统
【技术领域】
本发明属于天线技术领域，涉及一种可以产生复杂电磁环境的系统。
【背景技术】
现代电子设备中，运用天线技术构造复杂的电磁环境系统已被越来越多的运用，复杂电磁环境的构建，可产生复杂的电磁环境，对电子设备的正常运行产生干扰，实现破坏其他设备正常工作的能力，是电磁干扰、电磁辐射技术设备必要的装置。
但是，目前复杂电磁环境构造设备频率带宽窄，功率容量小，在频率覆盖要求宽和辐射功率较大的情况下，需要不断的根据使用频率更换不同频段的天线及馈线系统，并且对超大功率条件下的应用也不能满足，导致整个系统的体积增加、成本增加，体积增大不利于安装和使用，可承受功率小不能适用于大功率情况下的应用。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种复杂电磁环境构建系统，以解决对电子设备产生电磁干扰、妨碍电子设备正常工作以达到对自我系统保护的问题。
本发明采用以下技术方案：一种复杂电磁环境构建系统，包括方舱，方舱内部并排设置有三组不同频段的电磁波发射装置，每个电磁波发射装置均包括与方舱底部连接的底座，每个底座上均设置有极化旋转转台，每个极化旋转转台上均安装有用于发射不同频段电磁波的喇叭天线阵列，三组喇叭天线阵列的朝向一致，每个底座均用于调节对应的喇叭天线阵列相对于水平方向的俯仰角度，每个极化旋转转台均用于使对应的喇叭天线阵列沿其水平方向中心轴旋转，以调节喇叭天线阵列的电磁波发送方式；
每组喇叭天线阵列均通过馈线系统连接至信号输入接口，每个底座、极化旋转转台均通过通讯控制接口连接至控制单元，控制单元还连接有键盘和显示器，控制单元用于接收键盘发出的控制指令，并将控制指令发送至每个底座或极化旋转转台，以调节对应的喇叭天线阵列的水平方向俯仰角度或电磁波发送方式，控制单元还用于将每个底座、极化旋转转台的状态信息发送至显示器。
进一步地，每组的喇叭天线阵列处于同一水平面上，且三组喇叭天线阵列的频段分别为：0.8GHz～0.9GHz、0.9GHz～1.4GHz、1.4GHz～2GHz。
进一步地，每组的喇叭天线阵列均为2x2四喇叭单元，且三组喇叭天线阵列间隔、均匀排列。
进一步地，每个喇叭单元的发射口均设置有天线罩。
进一步地，每个馈线系统均采用大功率同轴馈线的方式设计。
进一步地，每组喇叭天线阵列的前端设置有天线支架，每个天线支架的前端均通过气缸连接至底座上，每个天线支架的后端均与底座铰接，每个气缸均用于伸出或收回其输出臂以调节喇叭天线阵列相对于水平方向的俯仰角度。
进一步地，每组喇叭天线阵列的后端均与极化旋转转台连接，每个极化旋转转台均用于使对应的喇叭天线阵列沿其水平方向中心轴转动，以将喇叭天线阵列的电磁波发送方式调整为水平极化或垂直极化。
本发明的有益效果是：该系统满足宽频段、大功率电磁环境的产生，可将来自同频段发射机的高功率微波信号定向发射到指定位置，用于EMC电磁环境的产生，在大功率状态下、要求的距离范围内产生可满足使用的电磁波信号，以实现复杂电磁环境的构建，发明核心为：
1.宽频段喇叭阵列天线应用与电磁环境系统；
2.大功率传输系统用于电磁环境系统；
3.在要求距离处产生可满足的电场强度值。
采用方便操作、精度高、可调节天线垂直及水平极化的二维转台，而且天线阵列口面使用天线罩使阵列天线得到保护，更好的适应周围使用环境；将伺服机构及阵列天线安装于方舱中，使得天线系统在使用过程中，运输和维修都特别方便，具备键盘和显示设备与用户进行交互，实现了方便快捷的控制。
【附图说明】
图1为本发明的一种复杂电磁环境系统的结构示意图；
图2为本发明的电磁波发射装置的结构示意图；
其中：1.喇叭天线阵列；2.方舱；3.极化旋转转台；4.馈线系统，5.天线支架；6.天线罩；7.底座；8.气缸。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明公开了一种复杂电磁环境构建系统，如图1、图2所示，包括方舱2，一般方舱为长方体形状，用金属材料制成，其主要目的是为了容纳放置其内部的电磁波发射装置，方舱2内部并排设置有三组不同频段的电磁波发射装置，通过合理巧妙的排布，实现宽频带信号的辐射，且实现各频段辐射影响最小的目的，且三组不同频段的电磁波发射装置可实现宽带覆盖。
每个电磁波发射装置均包括与方舱2底部连接的底座7，每个底座7均用于调节对应的喇叭天线阵列1相对于水平方向的俯仰角度，每个底座7上均设置有极化旋转转台3，每个极化旋转转台3均用于使对应的喇叭天线阵列1沿其水平方向的中心轴旋转，以调节喇叭天线阵列1的电磁波发送方式。
每个极化旋转转台3上均安装有用于发射不同频段电磁波的喇叭天线阵列1，三组喇叭天线阵列1的朝向一致，三组喇叭天线阵列1处于同一水平面上，三组喇叭天线阵列1的频段分别为：0.8GHz～0.9GHz、0.9GHz～1.4GHz、1.4GHz～2GHz，可实现0.8～2GHz宽频带的覆盖，同时在使用过程可以进行水平极化和垂直极化的调整，在整个频率范围内技术指标满足使用要求；满足宽频段的频率覆盖，可以承受800KW峰值功率，大功率下在预期距离处产生要求的电场强度值，整个系统的体积设计紧凑、排布合理，方便使用。
每组喇叭天线阵列1的前端设置有天线支架5，每个天线支架5的前端均通过气缸8连接至底座7上，每个天线支架5的后端均与底座7铰接，每个气缸8均用于伸出或收回其输出臂以调节喇叭天线阵列1相对于水平方向的俯仰角度。
每组喇叭天线阵列1的后端均与极化旋转转台3连接，每个极化旋转转台3均用于使对应的喇叭天线阵列1沿其水平方向的中心轴转动，以将喇叭天线阵列1的电磁波发送方式调整为水平极化或垂直极化。
每组的喇叭天线阵列1均为2x2四喇叭单元，每个喇叭单元均采用角锥喇叭天线，再通过大功率波导同轴转换，实现电磁场信号的模式转换。三组喇叭天线阵列1间隔、均匀排列，保证每组喇叭天线阵列1在进行极化旋转时不会发生位置的干涉，既实现极化的调整又实现电磁波信号的辐射。
每个极化旋转转台3均具有极化旋转功能。每个喇叭单元的发射口均设置有天线罩6，且三组喇叭天线阵列1的朝向一致。每组喇叭天线阵列1处于同一水平高度，且平行排列，即三组喇叭天线阵列1并列排布在一个水平线上，其中每个喇叭天线阵列1结构形式相同，单元尺寸不同，是根据不同频率范围选择来选择。
每组喇叭天线阵列1均通过馈线系统4连接至信号输入接口，每个馈线系统4均采用大功率同轴馈线的方式来设计，使其可以承受超大功率。发射信号时，电磁波发射机经信号输入接口、馈线系统4传输到喇叭天线阵列1，通过喇叭天线阵列1辐射到空间用以实现负载的电磁波环境。每个底座7、极化旋转转台3均通过通讯控制接口连接至控制单元，控制单元还连接有键盘和显示器，控制单元用于接收键盘发出的控制指令，并将控制指令发送至每个底座7或极化旋转转台3，以调节对应的喇叭天线阵列1的水平方向俯仰角度或电磁波发送方式，控制单元还用于将每个底座7、极化旋转转台3的状态信息发送至显示器。
喇叭天线阵列1装配时任意选择一种极化形式，但三组喇叭天线阵列1的极化方式必须相同，在系统使用过程中根据实际需求进行极化方式调整时，也可根据实际的使用需求对单独的喇叭天线阵列1进行极化调整，系统在使用时按照不同的使用频率选择不同的喇叭天线阵列1及馈线系统4。喇叭天线阵列1安装时要求相对于方舱2进行水平俯仰角度的调整，在装配时采用倾角传感器反馈极化旋转转台3的位置，保证喇叭天线阵列1电轴中心与极化旋转转台3水平面以及方舱2的水平面相同，保证电磁波辐射的方向一致性。
在使用时，首先接通电源，连接好控制器，进行系统自检，其中包括馈线系统、底座7、极化旋转转台3自检，还包括通过外界的校平系统进行方舱的校平，并将方舱上升至预设高度，调整方舱俯仰角度，设置喇叭天线阵列1的极化状态，通过信号输入接口接入信号发射机，并打开发射机进行测试，测试正常后，按照预设目标构件出要求的电磁环境，结束后依次关闭各个设备，结束供电。

Claims (7)

1.一种复杂电磁环境构建系统，其特征在于，包括方舱(2)，所述方舱(2)内部并排设置有三组不同频段的电磁波发射装置，每个所述电磁波发射装置均包括与所述方舱(2)底部连接的底座(7)，每个所述底座(7)上均设置有极化旋转转台(3)，每个所述极化旋转转台(3)上均安装有用于发射不同频段电磁波的喇叭天线阵列(1)，三组所述喇叭天线阵列(1)的朝向一致，三组所述喇叭天线阵列(1)的极化方式相同，每个所述底座(7)均用于调节对应的所述喇叭天线阵列(1)相对于水平方向的俯仰角度，每个所述极化旋转转台(3)均用于使对应的喇叭天线阵列(1)沿其水平方向的中心轴旋转，以调节所述喇叭天线阵列(1)的电磁波发送方式；
每组所述喇叭天线阵列(1)均通过馈线系统(4)连接至信号输入接口，每个所述底座(7)、极化旋转转台(3)均通过通讯控制接口连接至控制单元，所述控制单元还连接有键盘和显示器，所述控制单元用于接收键盘发出的控制指令，并将所述控制指令发送至每个所述底座或极化旋转转台(3)，以调节对应的所述喇叭天线阵列(1)的水平方向俯仰角度或电磁波发送方式，所述控制单元还用于将每个所述底座(7)、极化旋转转台(3)的状态信息发送至显示器。
2.如权利要求1所述的复杂电磁环境构建系统，其特征在于，三组所述喇叭天线阵列(1)处于同一水平面上，且三组喇叭天线阵列(1)的频段分别为：0.8GHz～0.9GHz、0.9GHz～1.4GHz、1.4GHz～2GHz。
3.如权利要求1或2所述的复杂电磁环境构建系统，其特征在于，每组所述的喇叭天线阵列(1)均为2x2四喇叭单元，且三组所述喇叭天线阵列(1)间隔、均匀排列。
4.如权利要求3所述的复杂电磁环境构建系统，其特征在于，每个所述喇叭单元的发射口均设置有天线罩(6)。
5.如权利要求1或2所述的复杂电磁环境构建系统，其特征在于，每个所述馈线系统(4)均采用大功率同轴馈线的方式设计。
6.如权利要求1或2所述的复杂电磁环境构建系统，其特征在于，每组所述喇叭天线阵列(1)的前端设置有天线支架(5)，每个所述天线支架(5)的前端均通过气缸(8)连接至所述底座(7)上，每个所述天线支架(5)的后端均与所述底座(7)铰接，每个所述气缸(8)均用于伸出或收回其输出臂以调节所述喇叭天线阵列(1)相对于水平方向的俯仰角度。
7.如权利要求1或2所述的复杂电磁环境构建系统，其特征在于，每组所述喇叭天线阵列(1)的后端均与所述极化旋转转台(3)连接，每个所述极化旋转转台(3)均用于使对应的喇叭天线阵列(1)沿其水平方向的中心轴转动，以将所述喇叭天线阵列(1)的电磁波发送方式调整为水平极化或垂直极化。
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