CN116008713A - 一种无人机飞控系统电磁干扰检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种无人机飞控系统电磁干扰检测系统，涉及电磁干扰测试技术领域。所述系统中合路器分别与辐射天线和多台矢量信号源连接；辐射天线设置在外壳的内部，外壳包括长方体框架和设置在长方体框架上的柔性屏蔽材料，电机控制器与六个电机连接，第一伸缩杆分别与第一电机和外壳的右侧壁连接；第二伸缩杆分别与第二电机和外壳的前壁连接；第三伸缩杆分别与第三电机和外壳的左侧壁连接；第四伸缩杆分别与第四电机和外壳的后壁连接；第五伸缩杆分别与第五电机和外壳的顶部连接；第六电机与搅拌器连接；搅拌器设在外壳的内部，飞控系统放置在外壳的内部。本发明可降低构建试验系统的成本，提高测试效率。
Description
技术领域
本发明涉及电磁干扰测试技术领域，特别是涉及一种无人机飞控系统电磁干扰检测系统。
背景技术
无人机飞控系统作为无人机的大脑，是无人机最核心的控制单元。目前，各种电子设备如雷达电子设备、通信电子设备的频谱越来越宽，功率越来越大，采用的信号样式的种类也越来越多，这就使得无人机面临的电磁环境日益复杂多变，这就要求无人机飞控系统能够承受复杂电磁环境的严苛考验。为了摸清复杂电磁环境对无人机飞控系统的影响，需要对无人机飞控系统进行电磁干扰试验。
目前对无人机飞控系统进行复杂电磁环境试验，常用的是在电波暗室或者混响室里面，但是构建电波暗室和混响室成本高且周期长，造成无人机飞控系统电磁干扰检测系统的成本高且不方便小微公司及时完成测试。
发明内容
本发明的目的是提供一种无人机飞控系统电磁干扰检测系统，可降低构建试验系统的成本，提高测试效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种无人机飞控系统电磁干扰检测系统，包括：
干扰信号产生模块、干扰信号发射模块和干扰信号变形模块；
所述干扰信号产生模块，包括：合路器以及均与所述合路器连接的多台矢量信号源，用于产生干扰信号；所述干扰信号发射模块，包括：辐射天线，用于将所述干扰信号发射到所述干扰信号变形模块；所述干扰信号变形模块，包括：电机控制器、第一伸缩架、第二伸缩架、第三伸缩架、第四伸缩架、第五伸缩架、搅拌器、外壳以及均与所述电机控制器连接的第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第五电机和第六电机；所述外壳包括长方体框架和设置在所述长方体框架上的柔性屏蔽材料，用于将接收到的所述干扰信号进行变形；待检测无人机飞控系统放置在所述外壳的内部；
所述合路器与所述辐射天线连接；所述辐射天线设置在所述外壳的内部；所述第一伸缩杆分别与所述第一电机和所述外壳的右侧壁连接；所述第二伸缩杆分别与所述第二电机和所述外壳的前壁连接；所述第三伸缩杆分别与所述第三电机和所述外壳的左侧壁连接；所述第四伸缩杆分别与所述第四电机和所述外壳的后壁连接；所述第五伸缩杆分别与所述第五电机和所述外壳的顶部连接；所述第六电机与所述搅拌器连接；所述搅拌器设在所述外壳的内部。
可选的，所述无人机飞控系统电磁干扰检测系统，还包括：干扰信号放大模块，所述干扰信号放大模块，包括：功率放大器和定向耦合器，用于将所述干扰信号产生模块产生的干扰信号进行放大；所述合路器、所述功率放大器和所述定向耦合器串联，所述定向耦合器与所述辐射天线连接。
可选的，所述无人机飞控系统电磁干扰检测系统，还包括：干扰信号监测模块；所述干扰信号监测模块，包括：功率计和场强监测主机，用于监测所述功率放大器以及所述干扰信号变形模块产生的变形后的干扰信号，所述功率计与所述定向耦合器连接，所述场强监测主机与所述外壳的内部连接。
可选的，所述干扰信号监测模块还包括：功率探头，所述功率计通过所述功率探头与所述定向耦合器连接。
可选的，所述干扰信号监测模块还包括：场强探头，所述场强探头设置在所述外壳的内部，所述场强探头与所述场强监测主机连接。
可选的，所述干扰信号产生模块还包括：分别与多台所述矢量信号源连接的工控机。
可选的，所述干扰信号发射模块还包括：同轴线缆；所述辐射天线通过所述同轴线缆与所述定向耦合器连接。
可选的，所述场强探头与所述场强监测主机通过光纤连接。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明合路器分别多台矢量信号源和辐射天线连接；辐射天线设置在外壳的内部；第一伸缩杆分别与第一电机和外壳的右侧壁连接；第二伸缩杆分别与第二电机和外壳的前壁连接；第三伸缩杆分别与第三电机和外壳的左侧壁连接；第四伸缩杆分别与第四电机和外壳的后壁连接；第五伸缩杆分别与第五电机和外壳的顶部连接；第六电机与搅拌器连接；搅拌器设在外壳的内部，采用的器件成本低，降低了构建试验系统的成本，且整体便于安装拆卸，可以提高测试效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的无人机飞控系统电磁干扰检测系统的结构示意图。
符号说明：
长方体框架—1，辐射天线—2，搅拌器—3，场强探头—4，第一伸缩架—5，第五伸缩架—6。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种无人机飞控系统电磁干扰检测系统，包括：干扰信号产生模块、干扰信号发射模块和干扰信号变形模块；所述干扰信号产生模块，包括：合路器以及均与所述合路器连接的多台矢量信号源，用于产生干扰信号；所述干扰信号发射模块，包括：辐射天线2，用于将所述干扰信号发射到所述干扰信号变形模块；所述干扰信号变形模块，包括：电机控制器、第一伸缩架5、第二伸缩架、第三伸缩架、第四伸缩架、第五伸缩架6、搅拌器3、外壳以及均与所述电机控制器连接的第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第五电机和第六电机；所述外壳包括长方体框架1和设置在所述长方体框架1上的柔性屏蔽材料，用于将接收到的所述干扰信号进行变形；待检测无人机飞控系统设置在所述外壳的内部。所述合路器与所述辐射天线2连接；所述辐射天线2设置在所述外壳的内部；所述第一伸缩杆分别与所述第一电机和所述外壳的右侧壁连接；所述第二伸缩杆分别与所述第二电机和所述外壳的前壁连接；所述第三伸缩杆分别与所述第三电机和所述外壳的左侧壁连接；所述第四伸缩杆分别与所述第四电机和所述外壳的后壁连接；所述第五伸缩杆分别与所述第五电机和所述外壳的顶部连接；所述第六电机与所述搅拌器3连接；所述搅拌器3设在所述外壳的内部。干扰信号变形模块的工作原理为：通过第六电机控制搅拌器3类似于搅拌机中的搅拌结构进行旋转，实现对外壳内的电磁波进行搅拌，另外其余5个电机带动伸缩架伸缩，使得柔性屏蔽材料发生形变，使得电磁波与屏蔽材料的入射角不同，进而反射方向不同，因为电磁波遇到金属或者屏蔽材料后会像光遇到玻璃一样发生反射、散射，所以会产生各项异性电磁波，进而得到分布均匀、极化随机、各向同性的均匀的电磁场。
在实际应用中，无人机飞控系统电磁干扰检测系统还包括：干扰信号放大模块，所述干扰信号放大模块，包括：功率放大器和定向耦合器，用于将所述干扰信号产生模块产生的干扰信号进行放大；所述合路器、所述功率放大器和所述定向耦合器串联，所述定向耦合器与所述辐射天线2连接。多台矢量信号源(SMW200A)的输出端通过同轴线与合路器的输入端相连，再将合路器与相应频段的功率放大器(根据产生信号的频率选择相应频段的功率放大器)的信号输入端相连，进而将干扰信号放大到需要的强度；功率放大器的输出端通过同轴线与相应频段的定向耦合器的输入端相连。
在实际应用中，无人机飞控系统电磁干扰检测系统，还包括：干扰信号监测模块；所述干扰信号监测模块，包括：功率计和场强监测主机，用于监测所述功率放大器以及所述干扰信号变形模块产生的变形后的干扰信号，所述功率计与所述定向耦合器连接，所述场强监测主机与所述外壳的内部连接。
在实际应用中，所述干扰信号监测模块还包括：功率探头，所述功率计通过所述功率探头与所述定向耦合器连接。
在实际应用中，所述功率探头可以为双通道功率计监测探头，定向耦合器的耦合端与双通道功率计监测探头相连，通过功率计监测前向功率和后向功率判断功率放大器是否正常工作。
在实际应用中，所述干扰信号监测模块还包括：场强探头4，所述场强探头4设置在所述外壳的内部，所述场强探头4与所述场强监测主机连接。
在实际应用中，所述干扰信号产生模块还包括：分别与多台所述矢量信号源连接的工控机。
在实际应用中，所述干扰信号发射模块还包括：同轴线缆；所述辐射天线2通过所述同轴线缆与所述定向耦合器连接。
在实际应用中，所述场强探头4与所述场强监测主机通过光纤连接，通过场强监测主机监测经过搅拌的电磁信号是否均匀。
在实际应用中，将工控机(也可以是装有矢量信号源程序的电脑)利用网线(也可以是GPIB线)与矢量信号源(SMW200A)相连，进而控制矢量信号源(SMW200A)产生所需干扰信号，矢量信号源与合路器的输入端口连接。
在实际应用中，所述干扰信号发射模块中的同轴线缆为大功率同轴线缆，辐射天线2为高增益辐射天线。
在实际应用中，第一伸缩架5与右侧壁的柔性屏蔽材料中心相连，第二伸缩架与前壁的柔性屏蔽材料中心相连，第三伸缩架与左侧壁的柔性屏蔽材料中心相连，第四伸缩架与后壁的柔性屏蔽材料中心相连，第五伸缩架6与顶部的柔性屏蔽材料中心相连。
本发明实施例提供的无人机飞控系统电磁干扰检测系统的工作过程大体为：通过干扰信号产生模块设置信号类型、信号频率，获得不同信号类型、不同信号频率的信号；通过干扰信号放大模块将干扰信号产生模块产生的小信号进行放大，进而得到合适强度的干扰信号；干扰信号发射模块将放大后的干扰信号发射出去；通过干扰信号变形模块使发射的干扰信号产生形变，得到分布均匀、极化随机、各向同性的均匀电磁场。
本发明实施例提供的无人机飞控系统电磁干扰检测系统，工作原理为：通过无人机飞控系统电磁干扰检测系统构建各项同性均匀辐射场，保持无人机状态(位置状态(例如是水平放置、机头朝上等空间位置状态)和工作状态(例如：静止状态、匀速飞行、空中悬停等状态))不变，通过调整干扰信号产生模块中信号的波形、强度和频率等参数，或者通过调整干扰信号放大模块中的功率放大器的增益即放大倍数，调整干扰信号场强、各项同性均匀辐射场的信号类型、信号频率和信号场强，获得不同信号类型、不同信号频率和不同信号场强条件下，待检测无人机飞控系统中各传感器测得数据(体轴加速度、体轴角速度、气压高度、磁航向、GPS航向角、空速、主加速度、备份加速度、主角速度、备份角速度、磁传感器、旋翼X轴角速度、静压、动压、电源电压和自驾仪异常状态等)，与无干扰信号时无人机飞控系统中传感器测得数据做差，再与各个传感器的允许误差相比较来判断待检测无人机飞控系统中各个传感器是否受到干扰，各传感器允许误差为待检测待检测无人机飞控系统中传感器本身的测量误差。
本发明有以下技术效果：
本发明提出的无人机飞控系统电磁干扰检测系统需要的材料便宜，构建方法简单，便于安装拆卸且用时短，并且由于采用产生的是各向同性的电磁干扰，因此不再需要针对飞控系统的上下左右前后6个面分别进行辐照试验，只需要将飞控系统距离地面一定高度放进干扰信号变形模块中进行试验，进而提高了试验效率，节约了试验成本和时间。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种无人机飞控系统电磁干扰检测系统，其特征在于，包括：
干扰信号产生模块、干扰信号发射模块和干扰信号变形模块；
所述干扰信号产生模块，包括：合路器以及均与所述合路器连接的多台矢量信号源，用于产生干扰信号；所述干扰信号发射模块，包括：辐射天线，用于将所述干扰信号发射到所述干扰信号变形模块；所述干扰信号变形模块，包括：电机控制器、第一伸缩架、第二伸缩架、第三伸缩架、第四伸缩架、第五伸缩架、搅拌器、外壳以及均与所述电机控制器连接的第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第五电机和第六电机；所述外壳包括长方体框架和设置在所述长方体框架上的柔性屏蔽材料，用于将接收到的所述干扰信号进行变形；待检测无人机飞控系统放置在所述外壳的内部；
所述合路器与所述辐射天线连接；所述辐射天线设置在所述外壳的内部；所述第一伸缩杆分别与所述第一电机和所述外壳的右侧壁连接；所述第二伸缩杆分别与所述第二电机和所述外壳的前壁连接；所述第三伸缩杆分别与所述第三电机和所述外壳的左侧壁连接；所述第四伸缩杆分别与所述第四电机和所述外壳的后壁连接；所述第五伸缩杆分别与所述第五电机和所述外壳的顶部连接；所述第六电机与所述搅拌器连接；所述搅拌器设在所述外壳的内部。
2.根据权利要求1所述的无人机飞控系统电磁干扰检测系统，其特征在于，还包括：干扰信号放大模块，所述干扰信号放大模块，包括：功率放大器和定向耦合器，用于将所述干扰信号产生模块产生的干扰信号进行放大；所述合路器、所述功率放大器和所述定向耦合器串联，所述定向耦合器与所述辐射天线连接。
3.根据权利要求2所述的无人机飞控系统电磁干扰检测系统，其特征在于，还包括：干扰信号监测模块；所述干扰信号监测模块，包括：功率计和场强监测主机，用于监测所述功率放大器以及所述干扰信号变形模块产生的变形后的干扰信号，所述功率计与所述定向耦合器连接，所述场强监测主机与所述外壳的内部连接。
4.根据权利要求3所述的无人机飞控系统电磁干扰检测系统，其特征在于，所述干扰信号监测模块还包括：功率探头，所述功率计通过所述功率探头与所述定向耦合器连接。
5.根据权利要求3所述的无人机飞控系统电磁干扰检测系统，其特征在于，所述干扰信号监测模块还包括：场强探头，所述场强探头设置在所述外壳的内部，所述场强探头与所述场强监测主机连接。
6.根据权利要求1所述的无人机飞控系统电磁干扰检测系统，其特征在于，所述干扰信号产生模块还包括：分别与多台所述矢量信号源连接的工控机。
7.根据权利要求2所述的无人机飞控系统电磁干扰检测系统，其特征在于，所述干扰信号发射模块还包括：同轴线缆；所述辐射天线通过所述同轴线缆与所述定向耦合器连接。
8.根据权利要求5所述的无人机飞控系统电磁干扰检测系统，其特征在于，所述场强探头与所述场强监测主机通过光纤连接。
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