CN108846230B - 一种卫星无意电磁辐射发射影响评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种卫星无意电磁辐射发射影响评估方法，具体包括如下步骤：按照逐层评估的方式建立卫星无意电磁辐射发射超差评估体系；确定电子设备无意电磁辐射发射超差影响程度函数；选择评估人员，建立针对各个评估要素的评估矩阵；各个评估要素的评估矩阵进行客观程度优化；基于评估体系，由底层到顶层，逐层运算得出电子设备对卫星电磁兼容性影响程度。本发明设计了一种针对存在多个频点的无意电磁辐射发射超差的电子设备，对卫星电磁兼容性影响的评估方法，提高评估的充分性，降低主观影响。

Description

一种卫星无意电磁辐射发射影响评估方法

技术领域

本发明属于卫星电磁兼容性领域，尤其是涉及一种卫星无意电磁辐射发射影响评估方法。

背景技术

无意电磁辐射发射是卫星电子设备电磁兼容性考核的一项关键内容，也是一项难点内容。由于卫星射频接收系统的灵敏度较高，尤其是随着卫星技术的发展所带来的使用的射频接收频带越来越宽，再加上卫星和运载火箭高可靠性的要求，使得对卫星上电子设备无意电磁辐射发射的控制要求越来越严格。与此同时，由于卫星电子设备也在同时变得越来越复杂，其无意电磁辐射发射也越来越严重。尤其是对于使用大量高速率数字控制芯片的电子设备，其无意电磁辐射发射经常出现超差问题。

当卫星电子设备无意电磁辐射出现超差情况后，对于卫星系统而言，需要评估超差情况是否会对卫星系统造成影响。目前通常采用的方法是对某个频段的超差情况，基于经验分析最大超差值是否可接受。这种方法带来几个问题：其一是评估的数据充分性不足，仅对某个频段的最大值进行评估，对于存在多个卫星射频接收频段和多个频点的超差情况时，没有进行综合的考虑；其二是评估方法主要基于经验，随意性较大；其三是对于卫星和运载火箭的各个射频接收频段，在实际应用时是存在不同的重要性程度的。如果电子设备无意电磁辐射发射在多个频段超差，在评估过程中，需要充分考虑各个频段的重要性程度。同时对于各个频段重要性程度的确定也需要尽可能消除主观因素的影响。

基于此技术背景，本发明设计了一种针对存在多个频点的无意电磁辐射发射超差的电子设备，对卫星电磁兼容性影响的评估方法，提高评估的充分性，降低主观影响。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种卫星无意电磁辐射发射影响评估方法，通过综合考虑电子设备在整个考核频段的无意电磁辐射发射超差情况，提高评估的充分性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种卫星无意电磁辐射发射影响评估方法，具体包括如下步骤：

(1)按照逐层评估的方式建立卫星无意电磁辐射发射超差评估体系；

(2)确定电子设备无意电磁辐射发射超差影响程度函数；

(3)选择评估人员，建立针对各个评估要素的评估矩阵；

(4)各个评估要素的评估矩阵进行客观程度优化；

(5)基于评估体系，由底层到顶层，逐层运算得出电子设备对卫星电磁兼容性影响程度。

进一步的，所述步骤(1)中，按照逐层评估的方式建立评估体系，顶层为电子设备无意电磁辐射发射超差对卫星电磁兼容性的影响；次一层为非射频接收频段和射频接收频段；再次一层为射频接收频段包括的运载射频接收频段和卫星射频接收频段，非射频接收频段分为<1GHz、1GHz～18GHz和>18GHz；底层为运载和卫星的各个射频接收频段，底层运载射频接收频段分为安控、导航和测控，卫星射频接收频段分为载荷、导航和测控。

进一步的，所述步骤(2)中，影响程度函数范围为0～1，影响程度越大其值越大；

影响程度函数为：

对于射频接收频段，超差量级为在所评估的接收频段：

超差量级＝max[(最大超差结果-限值要求),(接收带内总功率-限值要求)]

对于非射频接收频段，在所评估频段：

超差量级＝电子设备无意电磁辐射发射测试结果-卫星电子设备电磁辐射敏感度要求。

进一步的，所述步骤(3)中，评估人员可包括卫星设计总师，卫星系统设计师，卫星电系统设计师，卫星电磁兼容性设计师，所评估电子设备的主管设计师和专家，评估过程中要针对所选评估人员分配权重，并且满足：

∑(评估人员权重)＝1

在评估矩阵建立过程中，采用影响程度建立法，即如果当前元素比另一元素重要，则评估矩阵元素为2～9，越重要数值越大，相应对称矩阵元素为该值的倒数，如果两个元素同等重要，则该矩阵元素为1。

进一步的，所述步骤(4)中，对于每一位评估人员建立的评估矩阵，为降低主观因素影响，对于3阶及以上阶数的评估矩阵，进行客观程度优化。得出每个要素的影响权重，优化函数定义为：

其中：min表示求最小值，f表示优化函数，x_ij表示优化后的评估矩阵元素，a_ij表示原评估矩阵元素，ω_i表示影响权重，i和j分别为下标；

对于2阶矩阵，不必进行客观程度优化，影响权重计算定义为：

进一步的，所述步骤(5)中由要素权重乘上影响程度即为当前要素相对上一层要素的权重之后再求和，由底层向上层逐层运算，得出每位评估者评估的电子设备无意电磁辐射发射对卫星电磁兼容性的影响程度，基于所有参与评估的评估者的影响权重，按照权重进行综合得到电子设备无意电磁辐射发射对卫星电磁兼容性的影响程度评估结果。

相对于现有技术，本发明所述的一种卫星无意电磁辐射发射影响评估方法具有以下优势：

1)本发明建立了电子设备超差影响程度评价方法，避免了基于经验进行超差评估判断的随意性的问题；

2)本发明考虑了存在多个频点的超差情况，卫星和运载对于无意电磁辐射发射的要求，以及不同频段的重要性程度等多个因素对于评估结果的影响，有效提高了评估的全面性；

3)本发明建立了评估矩阵客观性优化方法，可以改进评估人员对所评估对象的认识程度，提高评估的客观性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的评估体系示意图；

图2为本发明实施例所述的影响程度函数示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明提供了一种面向卫星电子设备无意电磁辐射发射超差的评估方法。下面结合某综合电子系统设备无意电磁辐射发射测试结果进行评估。该电子设备无意电磁辐射发射测试频段为30MHz～30GHz。测试结果发现在运载的安控、导航接收频段，卫星的载荷和导航接收频段存在无意电磁辐射发射测试结果超差的情况。为评估该电子设备无意电磁辐射发射测试超差对卫星电磁兼容性的影响，选择卫星电系统设计师和卫星电磁兼容性设计师对其进行评估，两者所占权重分别为0.5和0.5。

主要包括以下步骤：

步骤一、建立卫星无意电磁辐射发射超差评估体系，如图1所示。评估体系分为四层，顶层为电子设备无意电磁辐射发射超差对卫星电磁兼容性的影响；次一层为射频接收频段和非射频接收频段；再次一层，射频接收频段分为运载射频接收频段和卫星射频接收频段，非射频接收频段分为<1GHz、1GHz～18GHz和>18GHz；底层运载射频接收频段分为安控、导航和测控，卫星射频接收频段分为载荷、导航和测控。

步骤二、确定电子设备无意电磁辐射发射超差影响程度函数，如图2所示。影响程度函数为：

对于射频接收频段，超差量级为在所评估的接收频段：

超差量级＝max[(最大超差结果-限值要求),(接收带内总功率-限值要求)]

对于非射频接收频段，在所评估频段：

超差量级＝电子设备无意电磁辐射发射测试结果-卫星电子设备电磁辐射敏感度要求

本示例中，非射频接收频段无超差，因此所评估的三个频段影响程度均为0。对于运载射频接收频段，安控、导航和测控的影响分别为1、0.25、0。对于卫星射频接收频段，载荷、导航和测控的影响分别为1、1、0，在运载安控、导航和测控的射频接收频段，超差量级分别为18dB，3dB和无超差，在卫星载荷、导航和测控的射频接收频段，超差量级分别为13dB，12dB和无超差，影响程度值是基于选择实施例中针对超差量级，采用影响程度公式计算得到。

步骤三、选择评估人员，建立针对各个评估要素的评估矩阵。由于非射频接收三个评估跑频段无超差，因此对此处不建立评估矩阵。在评估矩阵建立过程中，采用影响程度建立法，即如果当前元素必另一元素重要，则评估矩阵元素为2～9，越重要数值越大，相应对称矩阵元素为该值的倒数。如果两个元素同等重要，则该矩阵元素为1。根据这一原则，卫星电系统设计师建立的评估矩阵为：

次底层-底层：

次顶层-次底层：

顶层-次顶层：

卫星电磁兼容性设计师建立的评估矩阵为：

次底层-底层：

次顶层-次底层：

顶层-次顶层：

步骤四、对于3阶评估矩阵进行客观程度优化，并得出影响权重。优化函数定义为：

其中：min表示求最小值，f表示优化函数，x_ij表示优化后的评估矩阵元素，a_ij表示原评估矩阵元素，ω_i表示影响权重。

优化后的四个评估矩阵的影响权重分别为：

卫星电系统设计师建立的评估矩阵影响权重(0.653，0.166，0.181)、(0.57，0.215，0.215)。

卫星电磁兼容性设计师建立的评估矩阵影响权重(1/3，1/3，1/3)、(0.561，0.165，0.274)。

对于2阶评估矩阵，影响权重计算定义为：

卫星电系统设计师建立的次顶层-次底层评估矩阵影响权重(1/6，5/6)、顶层-次顶层评估矩阵影响权重(0.8，0.2)。

卫星电磁兼容性设计师建立的次顶层-次底层评估矩阵影响权重(0.2，0.8)、顶层-次顶层评估矩阵影响权重(0.75,0.25)。

步骤五、基于评估体系，有底层到顶层，逐层运算得出电子设备对卫星电磁兼容性影响程度。计算过程中，采用权重乘上对应的影响程度值再求和。通过计算得到卫星电系统设计师的评估结果为：0.6159。卫星电磁兼容性设计师的评估结果为：0.4981。

综合卫星点系统设计师和卫星电磁兼容性设计师的评估结果和权重，得到电子设备无意电磁辐射发射对卫星电磁兼容性的影响程度为：

(0.5×0.6159+0.5×0.4981)＝55.7％

从评估结果来看，该电子设备无意电磁辐射发射对卫星电磁兼容性的影响过半，需要进行一定的整改降低无意电磁辐射发射程度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种卫星无意电磁辐射发射影响评估方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

(1)按照逐层评估的方式建立卫星无意电磁辐射发射超差评估体系；

(2)确定电子设备无意电磁辐射发射超差影响程度函数；

(3)选择评估人员，建立针对各个评估要素的评估矩阵；

(4)各个评估要素的评估矩阵进行客观程度优化；

(5)基于评估体系，由底层到顶层，逐层运算得出电子设备对卫星电磁兼容性影响程度；

所述步骤(1)中，按照逐层评估的方式建立评估体系，顶层为电子设备无意电磁辐射发射超差对卫星电磁兼容性的影响；次一层为非射频接收频段和射频接收频段；再次一层为射频接收频段包括的运载射频接收频段和卫星射频接收频段，非射频接收频段分为<1GHz、1GHz～18GHz和>18GHz；底层为运载和卫星的各个射频接收频段，底层运载射频接收频段分为安控、导航和测控，卫星射频接收频段分为载荷、导航和测控；

所述步骤(4)中，对于每一位评估人员建立的评估矩阵，为降低主观因素影响，对于3阶及以上阶数的评估矩阵，进行客观程度优化，得出每个要素的影响权重，优化函数定义为：

其中：min表示求最小值，f表示优化函数，x_ij表示优化后的评估矩阵元素，a_ij表示原评估矩阵元素，ω_i表示影响权重，i和j分别为下标；

对于2阶矩阵，不必进行客观程度优化，影响权重计算定义为：

所述步骤(5)中由要素权重乘上影响程度即为当前要素相对上一层要素的权重之后再求和，由底层向上层逐层运算，得出每位评估者评估的电子设备无意电磁辐射发射对卫星电磁兼容性的影响程度，基于所有参与评估的评估者的影响权重，按照权重进行综合得到电子设备无意电磁辐射发射对卫星电磁兼容性的影响程度评估结果。

2.根据权利要求1所述的一种卫星无意电磁辐射发射影响评估方法，其特征在于：所述步骤(2)中，影响程度函数范围为0～1，影响程度越大其值越大；

影响程度函数为：

对于射频接收频段，超差量级为在所评估的接收频段：

超差量级＝max[(最大超差结果-限值要求),(接收带内总功率-限值要求)]

对于非射频接收频段，在所评估频段：

超差量级＝电子设备无意电磁辐射发射测试结果-卫星电子设备电磁辐射敏感度要求。

3.根据权利要求1所述的一种卫星无意电磁辐射发射影响评估方法，其特征在于：所述步骤(3)中，评估人员包括卫星设计总师，卫星系统设计师，卫星电系统设计师，卫星电磁兼容性设计师，所评估电子设备的主管设计师和专家，评估过程中要针对所选评估人员分配权重，并且满足：

∑(评估人员权重)＝1

在评估矩阵建立过程中，采用影响程度建立法，即如果当前元素比另一元素重要，则评估矩阵元素为2～9，越重要数值越大，相应对称矩阵元素为该值的倒数，如果两个元素同等重要，则该矩阵元素为1。

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