本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種用于飛機HIRF試驗的多天線輻照試驗系統(tǒng)，包含多套相同的輻照分系統(tǒng)，所述輻照分系統(tǒng)包含信號源、高功放、發(fā)射天線，其特征在于每一套輻照分系統(tǒng)還分別配置一臺數(shù)控移相器串接在各信號源輸出端口和高功放的輸入端口，再用一臺偽隨機數(shù)發(fā)生器連接各數(shù)控移相器的相移量數(shù)字控制端口。本發(fā)明專利技術(shù)模仿的電磁環(huán)境更接近來自各方位輻照的實際場景，同時又降低單臺功放容量過高的要求。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術(shù)公開了一種用于飛機HIRF試驗的多天線輻照試驗系統(tǒng)，包含多套相同的輻照分系統(tǒng)，所述輻照分系統(tǒng)包含信號源、高功放、發(fā)射天線，其特征在于每一套輻照分系統(tǒng)還分別配置一臺數(shù)控移相器串接在各信號源輸出端口和高功放的輸入端口，再用一臺偽隨機數(shù)發(fā)生器連接各數(shù)控移相器的相移量數(shù)字控制端口。本專利技術(shù)模仿的電磁環(huán)境更接近來自各方位輻照的實際場景，同時又降低單臺功放容量過高的要求。【專利說明】一種用于飛機HIRF試驗的多天線輻照試驗系統(tǒng)其及應(yīng)用
本專利技術(shù)涉及應(yīng)用于飛機的電磁兼容性試驗，特別是全機高強度電磁輻照HIRF試驗系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
目前電磁敏感度試驗可用市售寬帶高功率放大器,一般輸出功率最大為連續(xù)波3500ff/10kHz?30W/18/40GHz，通過配套天線可在I米遠處形成200?300V/m的連續(xù)波場強。但是飛機高強度電磁輻照HIRF試驗需要離發(fā)射天線幾十米外產(chǎn)生高達幾萬V/m的電磁環(huán)境，單臺高功放已無能為力。一種直觀的解決方案就是進行多路功率合成，該技術(shù)在功放內(nèi)部通過電路合并多路功率很常見和成熟，用單一信號源經(jīng)過多路功分器分別放大后再合并即可實現(xiàn)，只要確保各分路的電長度相等，從而供各發(fā)射天線的輸入是同步(同時同頻同相)的。但是對于多發(fā)射源在空間某點進行功率合成就不那么直接了當(dāng)，即使保證各發(fā)射天線的輸入是同步(同時同頻同相)，由于某觀察點至各輻射源的空間距離不同且固定，各同步輻射源在觀察點產(chǎn)生的電磁場有固定的相位差，且隨觀察點的移動這些相位差也隨之變化，所以必定在關(guān)注空間形成一幅固定的很不均勻的立體干涉圖樣，使空間某些點合成場強始終相互疊加增強，某些點合成場強始終相互抵消減弱，波峰與波谷間隔排列。這正是通常陣列天線的基本原理，通過控制天線陣元輸出間幅度、相位差的關(guān)系，使陣列總輻射能量主要集中于期望方向，實現(xiàn)能量賦值空間分布。但是這卻是輻射敏感度RS試驗要求的均勻電磁環(huán)境所不希望的。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)的專利技術(shù)目的在于提供一種用于飛機HIRF試驗的多天線輻照試驗系統(tǒng)，使各輻射源同時同頻但不同相輸出，使得觀察點各分場強同頻但相位差隨機變化，從而各觀察點的合成場強隨機變化，統(tǒng)計平均值相對穩(wěn)定，關(guān)注空間呈隨機均勻電磁環(huán)境。本專利技術(shù)的專利技術(shù)目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種用于飛機HIRF試驗的多天線輻照試驗系統(tǒng)，包含多套相同的輻照分系統(tǒng)，所述輻照分系統(tǒng)包含信號源、高功放、發(fā)射天線，每一套輻照分系統(tǒng)還分別配置一臺數(shù)控移相器串接在各信號源輸出端口和高功放的輸入端口，再用一臺偽隨機數(shù)發(fā)生器連接各數(shù)控移相器的相移量數(shù)字控制端口。利用偽隨機數(shù)發(fā)生器使各輻照天線同時發(fā)射的電磁場是同極化同頻而相位差隨機變化的，保證其疊加合成總電磁場的均勻性，避免在輻照空間形成固定的非均勻干涉圖樣。進一步，各儀器設(shè)備由一臺工控機通過數(shù)據(jù)總線統(tǒng)一操控。本專利技術(shù)的另一目的在于提供一種用于飛機HIRF試驗的多天線輻照試驗方法，使用上述的多天線輻照試驗系統(tǒng)，包含以下步驟:I)依據(jù)所需最大電磁環(huán)境場強、飛機的大小，確定多天線輻照試驗系統(tǒng)中輻照分系統(tǒng)的數(shù)量；2)把飛機置于與之絕緣的面積略大于飛機垂直投影輪廓的接地平面上；3)在飛機的方位面及上方布置輻照分系統(tǒng)；4)各發(fā)射天線同時對環(huán)境照射同頻而相位差隨機變化的電磁波，合成需要的總電磁環(huán)境。作為優(yōu)選，輻照分系統(tǒng)的布置應(yīng)符合以下原則:b)、方位面天線要盡量滿足發(fā)射天線至飛機的距離d:d≤2D2/ λ或d≤1.5倍飛機線度，取其中較小者，其中D是天線線度，λ是波長；C)、務(wù)必保證各天線的極化方向一致，尤其注意上天線的姿態(tài)；d)、設(shè)置各天線指向相互錯開，主瓣不能直接相互對準(zhǔn)。作為優(yōu)選，在輻照分系統(tǒng)與飛機之間配備單向隔離器，保護發(fā)射元器件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果在于:本專利技術(shù)生成的電磁環(huán)境較常規(guī)單天線法更接近來自各方位輻照的實際場景，同時又降低單臺功放容量過高的要求，雖然建設(shè)試驗設(shè)施費用上沒什么優(yōu)勢，但是可行性大大增強。同時試驗流程簡單，操作性強，具有很好的實用指導(dǎo)性，能顯著提高工程上進行此類評估的工作效率、降低費用。有助于我國正在起步推行的民用飛機的飛機級適航取、認(rèn)證工作的開展。【專利附圖】【附圖說明】圖1為本專利技術(shù)一種用于飛機HIRF試驗的多天線輻照試驗系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。圖2為本專利技術(shù)實施例中小飛機多天線布置圖(俯視)。圖3為本專利技術(shù)實施例中大飛機多天線布置圖(俯視)。【具體實施方式】下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)作進一步的描述。本專利技術(shù)一種用于飛機HIRF試驗的多天線輻照試驗系統(tǒng)包含多套(一般4套以上)相同的輻照分系統(tǒng)，每一套輻照分系統(tǒng)依次串連信號源、數(shù)控移相器、高功放、發(fā)射天線、再用一臺偽隨機數(shù)發(fā)生器連接各數(shù)控移相器的端口，利用偽隨機數(shù)發(fā)生器使各輻照天線同時發(fā)射的電磁場是同極化同頻而相位差隨機變化的，保證其疊加合成總電磁場的均勻性，避免在輻照空間形成固定的非均勻干涉圖樣。所有儀器設(shè)備由一臺工控計算機通過數(shù)據(jù)總線統(tǒng)一操控。系統(tǒng)組成連接框圖見附圖1。在EMC輻射敏感度RS試驗、高電平場強HIRF試驗中，要求頻率掃描速率要慢到受試件有足夠時間做出響應(yīng)，一般步進掃描的每頻點駐留時間大于等于I秒鐘，線性連續(xù)掃描速率與之相當(dāng)或更慢。該秒級變化速率對于數(shù)控移相器而言不難實現(xiàn)。使用時，I)依據(jù)所需最大電磁環(huán)境場強、飛機的大小，確定輻照分系統(tǒng)的數(shù)量。按單套輻射分系統(tǒng)能夠產(chǎn)生300V/m@連續(xù)波、3000V/m@脈沖波PW=I μ s/PRF=lkHz場強計，如在大飛機上使用，選用八套輻射分系統(tǒng)，合成總場強有望達2400V/m@連續(xù)波、24000V/m@脈沖波PW=I μ s/PRF=lkHz。這已經(jīng)滿足了目前適航或GJB1389A的要求。2)把飛機置于與之絕緣的面積略大于飛機垂直投影輪廓的接地平面上。發(fā)射輻照天線發(fā)射的電磁波在接地平面上的反射，使得機腹處合成電磁場較強，這與飛行中遭遇的電磁干擾多來自于地面設(shè)施的情況一致；3)根據(jù)飛機大小布置各輻照分系統(tǒng)；對于小飛機在其前后左右各布置一套，天線波束寬度> 90°，高度與飛機水平軸線相同。正上方布置一套全向天線，從機頂上方10米處向下輻照(見附圖2)。對于大型飛機在其方位面布置6~10套、天線波束寬度36°~60°，高度與飛機水平軸線相同。左右側(cè)上方布置2套，天線波束寬度≥180°，分別從上方10米處向下輻照(見附圖3)。4)各天線同時對環(huán)境照射同頻而相位差隨機變化的電磁波，合成需要的總電磁環(huán)境，再按一般RS試驗程序?qū)嵤〩IRF試驗。需要注意事項:I)輻射天線至飛機的距離d應(yīng)滿足遠場條件(D是天線線度，λ是波長)d ≥ 2D2/ λ或d≥1.5倍飛機線度，取其中較小者方位面天線要盡量滿足該條件，除非場強幅度達不到可適當(dāng)移近；上方天線則考慮到試驗現(xiàn)場的可行和便利性，就直接規(guī)定為10米。2)務(wù)必保證各天線的極化方向一致，尤其注意上天線的姿態(tài)。3)必須注意天線的“互易效應(yīng)”，防止輻射能量倒灌損壞功放，即使功放具有全反射保護功能。應(yīng)盡量設(shè)置各天線指向相互錯開，主瓣一定不能直接相互對準(zhǔn)。同時發(fā)射通道配備隔離度足夠大的類似環(huán)行器的單向隔離器，保護發(fā)射元器件。【權(quán)利要求】1.一種用于飛機HIRF試驗的多天線輻照試驗系統(tǒng)，包含多套相同的輻照分系統(tǒng)，所述輻照分系統(tǒng)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種用于飛機HIRF試驗的多天線輻照試驗系統(tǒng)，包含多套相同的輻照分系統(tǒng)，所述輻照分系統(tǒng)包含信號源、高功放、發(fā)射天線，其特征在于每一套輻照分系統(tǒng)還分別配置一臺數(shù)控移相器串接在各信號源輸出端口和高功放的輸入端口，再用一臺偽隨機數(shù)發(fā)生器連接各數(shù)控移相器的相移量數(shù)字控制端口。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：方愔，
申請(專利權(quán))人：中國航空無線電電子研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31
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