CN206369771U - 一种用于电磁兼容性测试的场搅拌器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于电磁兼容性测试的场搅拌器，包括：机箱控制器；可拆卸支杆，其设置在所述机箱控制器的上壁板中央；叶片支杆，其与所述可拆卸支杆接合；以及场搅拌器叶片，其以所述叶片支杆为轴而设置。通过本实用新型能够大大减少人工调整测试设备的时间，减少了测试工作量，提高了测试效率。
Description
技术领域
本实用新型的实施例大体上涉及电磁兼容性(EMC)测试技术领域，具体地，涉及一种用于电磁兼容性测试的场搅拌器。
背景技术
2007年，美国航空无线电技术委员会(Radio Technical Commission forAeronautics，RTCA)颁布了标准DO-307《Aircraft Design and Certification forPortable Electronic Device(PED)Tolerance》，提出了民用飞机允许使用便携式电子设备(Portable Electronic Device，PED)的前门耦合(Front-door Coupling)机上地面试验验证方法，对MB、VHF、VOR、LOC、TCAS、GPS等通信、导航系统进行电磁干扰测试。该方法是采用在机内不同位置放置发射天线来模拟PED的无意发射(Non Intentional RadiatedEmissions，NIRE)，通过测量得到发射天线至通信、导航接收机射频端口间的干扰路径损耗(Interfere Path Loss，IPL)，以此来确定PED对机载通信、导航系统带来的潜在电磁干扰，即前门耦合干扰。在该标准中，提出了推荐的IPL测试方法，包括对测试设备/仪器的要求，但这些设备/仪器仅能实现最简单的测试功能，且为手动测试，很难满足大量的测试需求。特别是对于新研的民用飞机来说，手动测试至少需要3周时间才能完成所有的测试及分析工作，费时费力，同时也可能对飞机的适航验证进度产生影响。
通常，场搅拌器多应用在机械搅拌式混响室中，其作用就是通过旋转不断改变金属腔体边界条件，从而得到随机极化、统计均匀的电磁场。从电磁散射的角度来讲，场搅拌器和混响室墙面都会对发射天线馈入混响室内的电磁波进行多次反射和散射，由于场搅拌器和混响室墙壁均为金属导体，吸收损耗较小，经过多次反射和散射后的信号相互叠加，使混响室内空间部分位置的功率密度增大，形成较强的空间场强，而有些位置则有可能因反相位叠加使场强削弱。通过场搅拌器的运动，随机改变场搅拌器的反射特性和散射特性.从而随机改变空间最大场强值的位置，使测试区域内每一点均能达到所期望的最高场强。
通常认为：场搅拌器的尺寸应不小于工作波长的两倍。IEC 61000-4-21标准规定场搅拌器尺寸至少为最低可用频率波长的1/4.每个场搅拌器相对于混响室的总尺寸来说应该尽可能大，在这个方向的尺寸至少为混响室最小尺寸的3/4。另外，在场搅拌器旋转一周的过程中，混响室内不应出现重复的场分布。
实用新型内容
传统的场搅拌器或通过人工调整场搅拌器的角度，或通过外接电源控制场搅拌器的转动，且每次到测试现场按一下转动开关实现场搅拌器的转动。每次调整场搅拌器会耗费大量的时间，试验效率低下。
为了解决上述技术问题，需要一种用于电磁兼容性测试的便携式场搅拌器。该场搅拌器例如可用于(Intentional Radiated emissions direct coupling to equipmentUnit，IRU)测试和民用飞机高强度辐射场(HIRF)场强测试。当然，依据本实用新型的场搅拌器还可以用于汽车、火车、战斗机等任何需要进行电磁兼容性测试的场景。
本实用新型的提供了一种用于电磁兼容性测试的场搅拌器，包括：机箱控制器；可拆卸支杆，其设置在所述机箱控制器的上壁板中央；叶片支杆，其与所述可拆卸支杆接合；以及场搅拌器叶片，其以所述叶片支杆为轴而设置。
优选地，所述机箱控制器包括：GPIB/LAN通信模块、步进电机、电机控制器，其中所述场搅拌器经由所述GPIB/LAN通信模块与外界通信，并且其中所述电机控制器用于控制所述步进电机，以驱动所述可拆卸支杆的转动。
优选地，所述机箱控制器还包括：电池和电压转换器，其中所述电池的电压与所述电机控制器的工作电压匹配，并且用于给所述电机控制器和所述GPIB/LAN通信模块供电，所述电压转换器用于将所述电池的电压转换成所述GPIB/LAN通信模块的工作电压。
优选地，在所述机箱控制器的侧板上设置有GPIB接口、LAN通信端口、电源开关、电池充电端口。
优选地，所述机箱控制器还包括低压报警器，并且在所述机箱控制器的侧板上还设置有报警显示器，其中当所述电池的电池电量不足时，所述低压报警器通过所述报警显示器提示报警。
优选地，所述场搅拌器叶片是可更换的。
优选地，根据所述电磁兼容性测试的不同的应用场景更换所述场搅拌器叶片的尺寸和/或类型。
优选地，所述机箱控制器的外壳由铝板制成。
优选地，所述场搅拌器叶片为长方形铝板经过5次折叠形成长宽相同的折片，其中折叠角度为60度。
优选地，所述电池为锂电池。
依据本实用新型的场搅拌器可以自由并且高效地对场搅拌器叶片的位置、转速及驻留时间进行控制。并且，场搅拌器能够实现了搅拌器转速控制、步进角度控制、叶片精准定位、内置电池供电等功能。
优选地，叶片可按照机上测试舱室空间尺寸进行更换。当其与多通道时分带通滤波器、多路开关配合时，能够实现了测试系统的自动化测试，大大减少人工调整测试设备的时间，减少了测试工作量，提高了测试效率。
应当理解，实用新型内容部分中所描述的内容并非旨在限定本实用新型实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更加明显：
图1示出了根据本实用新型的用于电磁兼容性测试的场搅拌器的立体图；
图2示出了图1中的用电磁兼容性测试的场搅拌器的控制示意图；
图3示出了图1中的用于电磁兼容性测试的场搅拌器的机箱控制器内部示意图；
图4示出了场搅拌器用于低电平扫略场(LLSF)试验的示意图；以及
图5示出了电磁兼容性试验使用图1便携式场搅拌器的示意图。
在所有附图中，相同或相似参考数字表示相同或相似元素。
具体实施方式
在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本实用新型一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本实用新型的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本实用新型的所有实施例。可以理解，在不偏离本实用新型的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本实用新型的范围由所附的权利要求所限定。
图1为根据本实用新型的用于电磁兼容性测试的场搅拌器的立体图。在图2中示出了前述的用于电磁兼容性测试的场搅拌器的控制示意图。在图3为图1中的用于电磁兼容性测试的场搅拌器的机箱控制器内部示意图。现参照图1至图3进行下述说明。
如图1可见，用于电磁兼容性测试的场搅拌器包括机箱控制器、可拆卸支杆、叶片支杆和场搅拌器叶片。根据本实用新型的一个实施例，该场搅拌器底部为一个长方体形机箱控制器。机箱控制器可以由金属材料制成，例如铜、铁。优选地，机箱控制器可以由铝板材料制成。在本实用新型的一个实施例中，机箱控制器的长、宽、高分别为32cm、28cm、9.1cm。
机箱控制器内部可以包括：GPIB/LAN通信模块、步进电机、电机控制器。在机箱控制器的侧板(例如，前壁板)上设置有GPIB接口、LAN通信端口、电源开关、电池充电端口。
在此，场搅拌器可通过GPIB接口、LAN通信端口(RJ45)与外部的计算机(例如，控制计算机)通信。场搅拌器能够通过电机控制器、步进电机来实现对场搅拌器叶片的位置、转速及驻留时间的控制。例如场搅拌器可以通过前述的控制机计算机进行通信来从其获取指令信息。该指令信息例如包括场搅拌器叶片的位置、转速及驻留时间。例如，可以将场搅拌器的转速调制到最高转速50r/M，例如也可以通过步进角度控制(1度～180度)来调整场搅拌器的叶片的位置。
由此，场搅拌器可以控制或调节场搅拌器叶片的位置、转速及驻留时间。在此，电机控制器能够控制步进电机，以驱动可拆卸支杆的转动，从而进行带动场搅拌器叶片的旋转。
在本实用新型的一个实施例中，在机箱控制器的侧板上设置有GPIB接口、LAN通信端口、电源开关、电池充电端口。GPIB接口、LAN通信端口(例如RJ45)用于与计算机上位器连接。电源开关用于控制机箱控制器内部电路的通断。电池充电端口用于给下文中的锂电池充电。
在本实用新型的一个实施例中，机箱控制器还包括：电池和电压转换器。优选地，该电池为锂电池。下文将以锂电池为例进行说明。锂电池的电压应该与电机控制器的工作电压匹配。在本实用新型的一个实施例中，将采用24V锂电池。本领域技术人员应当理解24V锂电池仅仅是示例性的，而非限制性的。替代地，可以采用任何与电机控制器的工作电压相匹配的锂电池。该24V锂电池充满电后可连续工作24小时，从而在进行电磁兼容性测试时无需给场搅拌器供电。
电压转换器用于将锂电池输入给GPIB/LAN通信模块的电压控制在工作电压。例如，在GPIB/LAN通信模块的工作电压为5V的情况下，将采用5V电压转换器，其将例如24V锂电池提供的电压转换为5V。
在本实用新型的一个实施例中，锂电池处设有低压报警器，用于在锂电池电压不足时提示报警。并且在机箱控制器的侧板上还设置有报警显示器。当24V锂电池的电池电量不足时低压报警器通过报警显示器提示报警。
现仍参照图1，在机箱控制器上壁板中央位置设有可拆卸支杆，可拆卸支杆由步进电机控制转动，可拆卸支杆上设有叶片支杆。优选地，叶片支杆的长度大于等于0.5m，并且小于等于0.6m。更优选地，叶片支杆的长度为50cm。以叶片支杆为轴设有场搅拌器叶片。
在本实用新型的一个实施例中，场搅拌器叶片为长方形铝板经过5次折叠形成长宽相同的折片，折叠角度为60度。替代地，也可以例如其他类型的叶片，例如十字折页式叶片和V形折页式叶片。
在本实用新型的一个实施例中，场搅拌器叶片可选尺寸为60cm*25cm，94.2cm*40cm，由此用于不同测试场景使用。如前所述，电机控制器能够控制步进电机，以驱动可拆卸支杆的转动，从而进行带动场搅拌器叶片的旋转。
在本实用新型的一个实施例中，场搅拌器的场搅拌器叶片是可更换。例如，可根据电磁兼容性测试不同的应用场景(例如，测试舱室)更换符合场景要求的场搅拌器叶片的尺寸和/或类型。例如在舱室较大的情况下，可以选择较大尺寸的场搅拌器叶片。例如在低频段进行试验时，可以采用搅拌效率更好的叶片类型。通过这种可更换的设计，有效地降低了测试成本，增加了程控场搅拌器的适用性和经济性。
在本实用新型的一个实施例中，场搅拌器被构造为便携式的，从而便利了测试人员，进一步提高了适用性。
图4示出了场搅拌器用于低电平扫略场(LLSF)试验的示意图。当需要使用根据本实用新型的场搅拌器进行LLSF试验时，将例如按照图4进行布置。在图4的试验中，将场搅拌器示例性地用于飞机中。
如图4所示，该试验场景包括射频源、场强探头、场搅拌器和控制计算机。射频源例如是高强度辐射场(HIRF)低电平辐射源，其位于飞机外部，用于在飞机内部产生电磁场。场强探头和场搅拌器位于飞机的内部。在本实用新型的一个实施例中，场强探头和场搅拌器分别位于E/E舱、货舱、驾驶舱、客舱等机载电子电气设备安装的区域。场强探头用于检测电磁场的强度。场搅拌器用于与飞机之外的控制计算机通信。
在试验过程中，控制计算机可以经由场搅拌器的GPIB/LAN通信模块来控制或调节场搅拌器叶片的位置、转速及驻留时间。例如，控制计算机可以向电机控制器发送指令信息，其例如包括场搅拌器叶片的位置、转速及驻留时间。由此，电机控制器能够控制步进电机，以驱动可拆卸支杆的转动，从而进行带动场搅拌器叶片的旋转。
上述指令信息旨在使得场搅拌器能够将电磁场搅拌地更均匀，从而得到随机极化、统计均匀的电磁场。由此，也能够便于找出该电磁场中的场强最大点。
此外，如前所述，根据舱室空间的尺寸进行选择场搅拌器叶片的尺寸和类型。例如，如果舱室空间的尺寸较大，则可以选择较大的场搅拌器叶片的尺寸。
图5示出了电磁兼容性试验使用图1便携式场搅拌器的示意图。从图5看出，在该IRU测试系统包括发射单元、接收单元和控制单元。
在此，发射单元例如是图4中的射频源，并且例如包括多根发射天线、多个功率放大器和多个信号发生器。接收单元例如包括场搅拌器、场强探头和频谱分析仪。场搅拌器和场强探头与图4中的相应的部件类似，在此不再详述。频谱分析仪可以用于分析频谱上各个场强值，从而确定场强最大值。控制单元包括GPIB/HUB和控制计算机。发射单元、接收单元和控制单元之间相互通信。
在试验过程中，控制计算机通过GPIB控制端口向发射单元中的信号发生器、功率放大器、发射天线发出工作指示。从而，发射区域的发射天线向外发射射频信号，以在例如飞机内部产生电磁场。同时，控制计算机通过GPIB控制端口向便携式场搅拌器发出工作指示。由此便携式场搅拌器按照设定的位置、转速、驻留时间正常工作，以使得接收区域电磁场均匀分布。此外，控制计算机也能够在试验过程中通过向其发送指令信息来进一步调节场搅拌器的位置、转速、驻留时间，以使得接收区域电磁场更有效率地均匀分布。此外，控制计算机还通过GPIB控制接收区域的频谱分析仪、场强探头接收射频信号。例如控制场强探头对射频信号产生的电磁场的强度进行检测，控制频谱分析仪来确定最大的电磁场的强度的位置。
一般而言，本实用新型的各种示例实施例可以在硬件或专用电路、软件、逻辑，或其任何组合中实施。某些方面可以在硬件中实施，而其他方面可以在可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行的固件或软件中实施。当本实用新型的实施例的各方面被图示或描述为框图、流程图或使用某些其他图形表示时，将理解此处描述的方框、装置、系统、技术可以作为非限制性的示例在硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备，或其某些组合中实施。
另外，尽管操作以特定顺序被描绘，但这并不应该理解为要求此类操作以示出的特定顺序或以相继顺序完成，或者执行所有图示的操作以获取期望结果。在某些情况下，多任务或并行处理会是有益的。同样地，尽管上述讨论包含了某些特定的实施细节，但这并不应解释为限制任何实用新型或权利要求的范围，而应解释为对可以针对特定实用新型的特定实施例的描述。本说明书中在分开的实施例的上下文中描述的某些特征也可以整合实施在单个实施例中。反之，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以分离地在多个实施例或在任意合适的子组合中实施。
尽管已经以特定于结构特征的语言描述了主题，但是应当理解，所附权利要求中限定的主题并不限于上文描述的特定特征或动作。相反，上文描述的特定特征和动作是作为实现权利要求的示例形式而被实用新型的。
Claims (10)
1.一种用于电磁兼容性测试的场搅拌器，包括：
机箱控制器；
可拆卸支杆，其设置在所述机箱控制器的上壁板中央；
叶片支杆，其与所述可拆卸支杆接合；以及
场搅拌器叶片，其以所述叶片支杆为轴而设置。
2.根据权利要求1所述的场搅拌器，其特征在于，所述机箱控制器包括：GPIB/LAN通信模块、步进电机、电机控制器，其中所述场搅拌器经由所述GPIB/LAN通信模块与外界通信，并且其中所述电机控制器用于控制所述步进电机，以驱动所述可拆卸支杆的转动。
3.根据权利要求2所述的场搅拌器，其特征在于，所述机箱控制器还包括：电池和电压转换器，其中所述电池的电压与所述电机控制器的工作电压匹配，并且用于给所述电机控制器和所述GPIB/LAN通信模块供电，所述电压转换器用于将所述电池的电压转换成所述GPIB/LAN通信模块的工作电压。
4.根据权利要求3所述的场搅拌器，其特征在于，在所述机箱控制器的侧板上设置有GPIB接口、LAN通信端口、电源开关以及电池充电端口。
5.根据权利要求4所述的场搅拌器，其特征在于，所述机箱控制器还包括低压报警器，并且在所述机箱控制器的侧板上还设置有报警显示器，其中当所述电池的电池电量不足时，所述低压报警器通过所述报警显示器提示报警。
6.根据权利要求1所述的场搅拌器，其特征在于，所述场搅拌器叶片是可更换的。
7.根据权利要求6所述的场搅拌器，其特征在于，根据所述电磁兼容性测试的不同的应用场景更换所述场搅拌器叶片的尺寸和/或类型。
8.根据权利要求1所述的场搅拌器，其特征在于，所述机箱控制器的外壳由金属制成。
9.根据权利要求1所述的场搅拌器，其特征在于，所述场搅拌器叶片为长方形铝板经过5次折叠形成长宽相同的折片，其中折叠角度为60度。
10.根据权利要求3所述的场搅拌器，其特征在于，所述电池为锂电池。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |