CN113325253A - 一种汽车复杂电磁环境抗干扰测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车复杂电磁环境抗干扰测试系统及方法，属于汽车复杂电磁环境抗干测试，包括位于电磁暗室内部的场发生装置及位于电磁暗室外部的射频信号发生装置、功率放大器、定向耦合器及功率计，所述射频信号发生装置、功率放大器、定向耦合器及功率计依次连接，电磁暗室内壁上安装有壁板连接器，所述场发生装置及定向耦合器均与壁板连接器连接，电磁暗室内外信号通过壁板连接器传输；本发明的测试方法通过建立试验室内车辆复杂电磁环境抗干扰测试，对车辆的电磁兼容性能进行验证，具有环境可控、重复性高、成本低等一系列优势，有助于促进车辆电磁兼容品质提升。

Description

一种汽车复杂电磁环境抗干扰测试系统及方法

技术领域

本发明属于汽车复杂电磁环境抗干测试技术领域，具体涉及一种汽车复杂电磁环境抗干扰测试系统及方法。

背景技术

随着城市建设的发展，环境中发电站、广播发射塔、移动通信基础设施等日渐增多，各种无线信号相互叠加、耦合，使得实际电磁环境变得日趋复杂，车辆在复杂电磁环境中由于电磁兼容问题引发的故障也越来越多，如收音机杂音、遥控钥匙失灵、电子手刹故障、电驱动系统异常等等，不仅使得客户抱怨显著增多，更是给行车安全造成了严重威胁。基于此，研究汽车复杂电磁环境抗干扰测试方法对于保障车辆功能性和安全性的实现具有重要意义。

针对复杂电磁环境下的车辆测试，目前企业主要采取道路测试的方式评估车辆电磁兼容风险，即将被测车辆运送到需要测试的地点进行实地测试。这种方式简单直接，但也存在一些弊端，主要体现在：

(1)部分地区的电磁环境恶劣，长时间测试可能会影响人员身体健康；

(2)车辆运输耗时耗力，提高企业成本；

(3)不利于研发车型的保密。

针对车辆电磁辐射抗干扰测试，目前国内外均有相关标准对测试方法进行了规定，如国际标准ECE R10.06、ISO 11451-2：2015，国内的GB 34660-2017、GBT 33012.2-2016等，标准中定义的测试信号场强恒定、调制方式恒定、信号施加方式为扫频式，测试频段内每个频点均有一定的驻留时间。

车辆复杂电磁环境抗干扰测试属于车辆电磁辐射抗干扰测试的一种，但是测试信号调制方式具有多样性，信号强度也随时间动态变化，在这种情况下，标准中定义的测试方法已无法覆盖车辆复杂电磁环境抗干扰测试的特点。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种汽车复杂电磁环境抗干扰测试系统及方法，通过建立试验室内车辆复杂电磁环境抗干扰测试，对车辆的电磁兼容性能进行验证，具有环境可控、重复性高、成本低等一系列优势，有助于促进车辆电磁兼容品质提升。

本发明通过如下技术方案实现：

一种汽车复杂电磁环境抗干扰测试系统，包括位于电磁暗室内部的场发生装置3及位于电磁暗室外部的射频信号发生装置4、功率放大器5、定向耦合器6及功率计7，所述射频信号发生装置4、功率放大器5、定向耦合器6及功率计7依次连接，电磁暗室内壁上安装有壁板连接器8，所述场发生装置3及定向耦合器6均与壁板连接器 8连接，电磁暗室内外信号通过壁板连接器8传输。

优选地，所述场发生装置3为发射天线。

优选地，所述场发生装置3为双锥天线、对数天线或喇叭天线。

优选地，电磁暗室内部还包括场探头2，所述场探头2距离地面高度为1m±0.05m，距离场发生装置3前端水平距离大于或等于2m。

优选地，所述电磁暗室内部还设置有转台9，用于放置待测试车辆。

优选地，所述场发生装置3的底端距离地面的垂直高度大于或等于0.25m。

本发明的另一目的在于提供一种汽车复杂电磁环境抗干扰测试方法，具体包括如下步骤：

第一步：测试系统搭建；

第二步：校准测试系统，将从外界实际场景中采集到的复杂电磁环境数据输入到射频信号发生装置，由低到高调节复杂电磁环境射频信号发生装置输出功率，利用场探头监视电磁暗室内场强，当电磁暗室场强随复杂电磁环境射频信号发生装置输出功率增加而增加时，提示信号通路连接正常，过程中由功率计的示值计算得到的信号的驻波比(VSWR)应在正常数值范围内；

第三步：测试系统搭建完成，按照测试要求，进行车辆复杂电磁环境抗干扰测试。

第四步：将被测车辆置于转台之上，采用拖车钩固定好位置，车辆定速50km/h±10％，全功能开启状态；将从实际电磁环境中采集回来的电磁数据，通过射频信号发生器和发射天线，在10m电磁暗室内复现，使车辆等效置于发电站、短波电台的复杂电磁环境之中，进行抗扰测试，观察全功能状态下车辆是否发生功能降级表现。

优选地，所述测试系统搭建包括在电磁暗室外部，依次连接好射频信号发生装置、功率放大器、定向耦合器及功率计，定向耦合器与壁板连接器连接；在电磁暗室内部，将场发生装置与电磁暗室内部的壁板连接器相连，至此，暗示内外信号发生系统搭建完成；布置场探头，距离地面高度1m±0.05m，距离发射天线前端水平距离2m。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

(1)本发明的一种汽车复杂电磁环境抗干扰测试系统及方法，将实际生活中广播电台、发电站等强复杂电磁环境采集并在实验室环境复现，弥补了以往测试中恒定场强，调制模式单一的不足，可全面评估车辆电磁抗扰性能，提高车辆可靠性和稳定性。

(2)在实验室环境复测，可重复性高，降低长途运输车辆周期和成本，提高企业研发效率；

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的一种汽车复杂电磁环境抗干扰测试系统的信号通路示意图；

图2为本发明的一种汽车复杂电磁环境抗干扰测试过程中车辆布置示意图；

其中，a为主视图，b为俯视图；

图3为本发明的一种汽车复杂电磁环境抗干扰测试方法的测试流程图；

图中：参考线1、场探头2、场发生装置3、射频信号发生装置4、功率放大器5、定向耦合器6、功率计7、壁板连接器8、参考点9、转台10。

具体实施方式

为清楚、完整地描述本发明所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种汽车复杂电磁环境抗干扰测试系统，包括位于电磁暗室内部的场发生装置3及位于电磁暗室外部的射频信号发生装置4、功率放大器5、定向耦合器6及功率计7，所述射频信号发生装置4、功率放大器5、定向耦合器6及功率计7依次连接，电磁暗室内壁上安装有壁板连接器8，所述场发生装置3及定向耦合器6均与壁板连接器8连接，电磁暗室内外信号通过壁板连接器8传输；所述场发生装置3为双锥天线、对数天线或喇叭天线；电磁暗室内部还包括场探头2，所述场探头2距离地面高度为 1m±0.05m，距离场发生装置3前端水平距离大于或等于2m。

实施例2

本发明的一种汽车复杂电磁环境抗干扰测试方法，通过把真实道路环境中的短波电台、发电站等复杂电磁环境采集并在实验室通过搭建测试系统复现，将外界复杂电磁信号引入暗室内部之后，进入常规的抗扰测试，考察车辆在全功能状态下的功能表现是否发生降级。

如图3所示，本实施例提供了一种汽车复杂电磁环境抗干扰测试方法，具体包括如下步骤：

第一步：测试系统搭建；

第二步：校准测试系统，将从外界实际场景中采集到的复杂电磁环境数据输入到射频信号发生装置，由低到高调节复杂电磁环境射频信号发生装置输出功率，利用场探头监视电磁暗室内场强，当电磁暗室场强随复杂电磁环境射频信号发生装置输出功率增加而增加时，提示信号通路连接正常，过程中由功率计的示值计算得到的VSWR应在正常数值范围内；

第三步：测试系统搭建完成，按照测试要求，进行车辆复杂电磁环境抗干扰测试。

如图2所示，将一汽奔腾C105EV型车辆置于转台，按照前文所述发明的测试系统搭建测试环境，设置复杂电磁环境射频信号发生装置输出复杂电磁环境信号，信号输出功率参照具体的企业定义。车辆布置及测试状态设置参照GB/T 33012.2-2016规定，试验过程中，信号驻留时间应足够长，并记录任何车辆异常情况。

最小驻留时间为2秒。如果已知车辆对于电磁干扰的响应较慢，可根据情况适当增加驻留时间。

最大频率步长见下表1：不同频率范围内，步进不同，体现注入的电磁场强的节奏；

表1最大频率步长

根据整车以及电子电气零部件在车辆中的安装位置，选择最优的辐射方向。这对于车辆尺寸较长不能满足EMC试验室中转台要求的车辆尤为必要。这种情况下，应沿车辆外侧找到对天线最敏感位置(例如：在试件或传感器/执行器的安装位置处)。信号发生装置提供随频率而变化的不同功率强度，如100MHz频率点，提供7w功率类似的输出，具体测试频率和方向见表2；

表2辐射方向

试验中应找到被测车辆产生故障的场强阈值。试验现象、频率、干扰阈值和功能状态应记录在试验报告中。

试验工况为：车速50Km/h，其他负载状态如下：

——打开车辆前后组合灯，打开前后雾灯、位置灯、室内顶灯；

——驾驶员座椅、方向盘调节至中间位置

——车辆驾驶员一侧转向灯打开；

——仪表灯(最大亮度)；

——前刮水电机以最大速度工作；

——空调工作，打开AC，风量中等；

——收音机打开、中档音量；

——挡位置于D挡；

——其他长时工作负载打开。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种汽车复杂电磁环境抗干扰测试系统，其特征在于，包括位于电磁暗室内部的场发生装置(3)及位于电磁暗室外部的射频信号发生装置(4)、功率放大器(5)、定向耦合器(6)及功率计(7)，所述射频信号发生装置(4)、功率放大器(5)、定向耦合器(6)及功率计(7)依次连接，电磁暗室内壁上安装有壁板连接器(8)，所述场发生装置(3)及定向耦合器(6)均与壁板连接器(8)连接，电磁暗室内外信号通过壁板连接器(8)传输。

2.如权利要求1所述的一种汽车复杂电磁环境抗干扰测试系统，其特征在于，所述场发生装置(3)为发射天线。

3.如权利要求1所述的一种汽车复杂电磁环境抗干扰测试系统，其特征在于，所述场发生装置(3)为双锥天线、对数天线或喇叭天线。

4.如权利要求1所述的一种汽车复杂电磁环境抗干扰测试系统，其特征在于，电磁暗室内部还包括场探头(2)，所述场探头(2)距离地面高度为1m±0.05m，距离场发生装置(3)前端水平距离大于或等于2m。

5.如权利要求1所述的一种汽车复杂电磁环境抗干扰测试系统，其特征在于，所述电磁暗室内部还设置有转台(9)，用于放置待测试车辆。

6.如权利要求1所述的一种汽车复杂电磁环境抗干扰测试系统，其特征在于，所述场发生装置(3)的底端距离地面的垂直高度大于或等于0.25m。

7.如权利要求1所述的一种汽车复杂电磁环境抗干扰测试系统的测试方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

第一步：测试系统搭建；

第二步：校准测试系统，将从外界实际场景中采集到的复杂电磁环境数据输入到射频信号发生装置，由低到高调节复杂电磁环境射频信号发生装置输出功率，利用场探头监视电磁暗室内场强，当电磁暗室场强随复杂电磁环境射频信号发生装置输出功率增加而增加时，提示信号通路连接正常，过程中由功率计的示值计算得到的信号的驻波比应在正常数值范围内；

第三步：测试系统搭建完成，按照测试要求，进行车辆复杂电磁环境抗干扰测试。

第四步：将被测车辆置于转台之上，采用拖车钩固定好位置，车辆定速50km/h±10％，全功能开启状态；将从实际电磁环境中采集回来的电磁数据，通过射频信号发生器和发射天线，在10m电磁暗室内复现，使车辆等效置于发电站、短波电台的复杂电磁环境之中，进行抗扰测试，观察全功能状态下车辆是否发生功能降级表现。

8.如权利要求1所述的一种汽车复杂电磁环境抗干扰测试方法，其特征在于，所述测试系统搭建包括在电磁暗室外部，依次连接好射频信号发生装置、功率放大器、定向耦合器及功率计，定向耦合器与壁板连接器连接；在电磁暗室内部，将场发生装置与电磁暗室内部的壁板连接器相连，至此，暗示内外信号发生系统搭建完成；布置场探头，距离地面高度1m±0.05m，距离发射天线前端水平距离2m。

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