CN209167427U - 一种用于模拟复杂电磁环境的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于模拟复杂电磁环境的系统,包括复杂电磁环境的采集：即对不同地区环境信号进行扫描采集，并以场景信号的方式进行记录；首先使用EMF天线将环境中的射频场转化成电信号输入到频谱分析仪中，进一步频谱分析仪通过正交采样方式进行采样，并将采样得到的I、Q两路数据输出到IQR数据记录仪进行保存记录。本实用新型一种用于模拟复杂电磁环境的系统，配合使用环境信号采集装置及信号场强标定模拟装置，可以实现对复杂电磁环境的暗室模拟。具有模拟电磁环境丰富，模拟占地空间小的特点。

Description

一种用于模拟复杂电磁环境的系统

技术领域

本实用新型属于电磁兼容测试领域，尤其是涉及一种用于模拟复杂电磁环境的系统。

背景技术

复杂电磁环境的概念最初来源于战场，它是指由时域、能域、频域和空域上分布密集、数量繁多、样式复杂、动态随机的多种信号交叠而成，对装备、燃油和人员构成一定影响的战场电磁环境。随着城市建设和汽车行业的发展，日常环境中各种发射机、高功率变压设备及电视广播通讯基站等越来越多，电磁环境也越来越复杂，由于车辆上有大量电子设备，复杂的电磁环境可能会干扰设备的正常工作，给车辆的功能性和安全性造成威胁。虽然国内外均有针对整车辐射抗扰测试的相关标准，但是目前已出现多个在辐射抗扰测试试验中没有问题的车辆，而在实际环境行驶中出现故障的案例，由此可见，研究复杂电磁环境对车辆的影响具有重要意义。

在现有技术条件下，研究复杂电磁环境对车辆的影响有两种方式：一是外场实地验证；二是暗室模拟验证；第一种方法实现较为简单，但是成本高昂、效率低下、人员风险较高，相比之下，在暗室内模拟复杂电磁环境，研究车辆在该环境下的适应性具有真实、可重复、测试条件可编辑及成本低等优点。

暗室模拟验证大致可以分为实物模拟和半实物模拟两类。实物模拟是通过真实的电子装备产生复杂的电磁威胁环境，半实物模拟是通过大量的模拟器产生复杂的电磁威胁环境。在现有技术条件下，由于道路电磁环境发展变化快、干扰源种类多，无论是实物模拟方法还是半实物模拟方法，电子设备或模拟器位置均会影响电磁信号分布，并且不同道路环境需要不同的电子设备或模拟器，会导致电磁环境产生系统较为庞大。因此市场急需一种可以模拟复杂电磁环境，同时不受空间制约限制的暗室模拟系统。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种用于模拟复杂电磁环境的系统，配合使用环境信号采集装置及信号场强标定模拟装置，可以实现对复杂电磁环境的暗室模拟。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种用于模拟复杂电磁环境的系统，包括：环境信号采集装置及信号场强标定模拟装置：

环境信号采集装置包括：EMF天线、频谱分析仪及IQR数据记录仪；EMF天线与频谱分析仪的射频输入端连接，频谱分析仪的数字输出端与IQR数据记录仪的数字输入端连接连接；频谱分析仪与IQR数据记录仪分别与电源连接；

信号场强标定模拟装置包括：场发生装置、场探头及场接收装置；场发生装置依次连接壁板连接器、定向耦合器、功率放大器、矢量信号发生器及IQR数据记录仪；场接收装置依次连接壁板连接器及测量接收机；场探头连接场监视器；场发生装置朝向场接收装置及场探头，场发生装置与场接收装置极化方向相同；

进一步的，矢量信号发生器是SMW200A型矢量信号发生器。

进一步的，场探头在30MHz到2000MHz频率范围内使用四探头法标定，四个探头的读数平均值作为标定值；场探头在2000MHz到6000MHz使用单个探头标定。

进一步的，场发生装置天线振子距离地面的距离大于0.25m，天线相位中心距离场探头水平距离不小于2m。

进一步的，在采用单探头法标定场强时，场探头距离地面高度(1±0.05)m，在使用四探头法标定时，场发生装置天线相位中心的延长线对准从上至下第二个探头，该探头距离地面高度(1±0.05)m。

相对于现有技术，本实用新型一种用于模拟复杂电磁环境的系统，具有以下优势：

本实用新型一种用于模拟复杂电磁环境的系统，配合使用环境信号采集装置及信号场强标定模拟装置，可以实现对复杂电磁环境的暗室模拟。具有模拟电磁环境丰富，模拟占地空间小的特点。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

在附图中：

图1为本实用新型实施例一种用于模拟复杂电磁环境的系统采集示意图；

图2为本实用新型实施例一种用于模拟复杂电磁环境的系统连续波信号场强标定第一示意图；

图3为本实用新型实施例一种用于模拟复杂电磁环境的系统连续波信号场强标定第二示意图；

图4为本实用新型实施例一种用于模拟复杂电磁环境的系统实际场景信号场强标定示意图。

附图标记说明：

1-EMF天线；2-IQR数据记录仪；3-频谱分析仪；21-场探头；31-场发生装置；32-场接收装置；4-矢量信号发生器；5-功率放大器；6-定向耦合器；7-功率计；8-壁板连接器；9-测量接收机。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1-4所示，一种用于模拟复杂电磁环境的系统，包括：环境信号采集装置及信号场强标定模拟装置：

环境信号采集装置包括：EMF天线、频谱分析仪及IQR数据记录仪；EMF天线与频谱分析仪的射频输入端连接，频谱分析仪的数字输出端与IQR数据记录仪的数字输入端连接连接；频谱分析仪与IQR数据记录仪分别与电源连接；

信号场强标定模拟装置包括：场发生装置、场探头及场接收装置；场发生装置依次连接壁板连接器、定向耦合器、功率放大器、矢量信号发生器及IQR数据记录仪；场接收装置依次连接壁板连接器及测量接收机；场探头连接场监视器；场发生装置朝向场接收装置及场探头，场发生装置与场接收装置极化方向相同；

如图1-4所示，矢量信号发生器是SMW200A型矢量信号发生器。

如图1-4所示，场探头在30MHz到2000MHz频率范围内使用四探头法标定，四个探头的读数平均值作为标定值；场探头在2000MHz到6000MHz使用单个探头标定。

如图1-4所示，场发生装置天线振子距离地面的距离大于0.25m，天线相位中心距离场探头水平距离不小于2m。

如图1-4所示，在采用单探头法标定场强时，场探头距离地面高度(1±0.05)m，在使用四探头法标定时，场发生装置天线相位中心的延长线对准从上至下第二个探头，该探头距离地面高度(1±0.05)m。

一种使用上述用于模拟复杂电磁环境系统的方法，包括：

如图1所示，步骤1：复杂电磁环境的采集：即对不同地区环境信号进行扫描采集，并以场景信号的方式进行记录；首先使用EMF天线1将环境中的射频场转化成电信号输入到频谱分析仪3中，进一步频谱分析仪3通过正交采样方式进行采样，并将采样得到的I、Q两路数据输出到IQR数据记录仪2进行保存记录；

如图1-3所示，步骤2：连续波信号场强标定：在暗室内设置场发生装置31及场探头21；场发生装置31依次连接壁板连接器8、定向耦合器6、功率放大器5及矢量信号发生器4；设置矢量信号发生器4输出连续波信号，调节连续波信号大小，同时使用场监视器观察场探头21的场强值，当场强达到步骤1中频谱分析仪3记录的实际场景信号场强时，记录此时矢量信号发生器4的输出功率A和天线极化方向；

如图1-4所示，步骤3：实际场景信号场强标定：在暗室内设置场接收装置32，场发生装置31的位置和高度不变，场发生装置31与场接收装置32极化方向相同，调整场发生装置31朝向场接收装置32；场接收装置32依次连接壁板连接器8及测量接收机9；设置矢量信号发生器4输出连续波信号，输出功率大小是A，记录此时测量接收机9测得功率是B；进一步连接IQR数据记录仪2到矢量信号发生器4，此时场发生装置31输出步骤1中记录的场景信号，记录当测量接收机9使用band power的模式下测得的功率是B时，矢量信号发生器4对应的输出功率C；

如图1-4所示，步骤4：暗室模拟：恢复到步骤2中设备及位置状态，场探头21位置即时车辆测试参考点位置，矢量信号发生器4输出IQR数据记录仪2记录的场景信号，输出功率是C。

矢量信号发生器4是SMW200A型矢量信号发生器。

在步骤2中：场探头21在30MHz到2000MHz频率范围内使用四探头法标定，四个探头的读数平均值作为标定值；场探头21在2000MHz到6000MHz使用单个探头标定。

如图2-3所示，在步骤2中：场发生装置31天线振子距离地面的距离大于0.25m，天线相位中心距离场探头21水平距离不小于2m。

如图2-3所示，在步骤2中：在采用单探头法标定场强时，探头距离地面高度(1±0.05m)，在使用四探头法标定时，场发生装置31天线相位中心的延长线对准从上至下第二个探头，该探头距离地面高度(1±0.05m)。

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

Claims (5)

1.一种用于模拟复杂电磁环境的系统，其特征在于：

包括：环境信号采集装置及信号场强标定模拟装置：

所述环境信号采集装置包括：EMF天线(1)、频谱分析仪(3)及IQR数据记录仪(2)；所述EMF天线(1)与所述频谱分析仪(3)的射频输入端连接，所述频谱分析仪(3)的数字输出端与所述IQR数据记录仪(2)的数字输入端连接连接；所述频谱分析仪(3)与所述IQR数据记录仪(2)分别与电源连接；

所述信号场强标定模拟装置包括：场发生装置(31)、场探头(21)及场接收装置(32)；所述场发生装置(31)依次连接壁板连接器(8)、定向耦合器(6)、功率放大器(5)、矢量信号发生器(4)及所述IQR数据记录仪(2)；所述场接收装置(32)依次连接壁板连接器(8)及测量接收机(9)；所述场探头(21)连接场监视器；所述场发生装置(31)朝向所述场接收装置(32)及所述场探头(21)，所述场发生装置(31)与所述场接收装置(32)极化方向相同。

2.根据权利要求1所述的一种用于模拟复杂电磁环境的系统，其特征在于：所述矢量信号发生器(4)是SMW200A型矢量信号发生器。

3.根据权利要求1所述的一种用于模拟复杂电磁环境的系统，其特征在于：所述场探头(21)在30MHz到2000MHz频率范围内使用四探头法标定，四个探头的读数平均值作为标定值；所述场探头(21)在2000MHz到6000MHz使用单个探头标定。

4.根据权利要求1所述的一种用于模拟复杂电磁环境的系统，其特征在于：所述场发生装置(31)天线振子距离地面的距离大于0.25m，天线相位中心距离所述场探头(21)水平距离不小于2m。

5.根据权利要求3所述的一种用于模拟复杂电磁环境的系统，其特征在于：在采用单探头法标定场强时，所述场探头(21)距离地面高度(1±0.05)m，在使用四探头法标定时，所述场发生装置(31)天线相位中心的延长线对准从上至下第二个探头，该探头距离地面高度(1±0.05)m。