本發(fā)明涉及一種電磁兼容測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種高空電場輻射敏感度自動化測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電場敏感度測試是電磁兼容測試項目的一部分，目前電場輻射發(fā)射測試系統(tǒng)配置參照GJB152A-1997《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁輻射發(fā)射和敏感度測量》中RS103項目進行配置，該測試的配置邊界為距地面0.9m高的測試桌，被測設(shè)備放置在測試桌上面。

該系統(tǒng)的缺點：對于大型被測系統(tǒng)，例如運載火箭，測試高度高達18m，并且被測件上無法安裝電場傳感器，上述被測系統(tǒng)無法對所施加電場進行測量，無法滿足高空測試的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種高空電場輻射敏感度自動化測試系統(tǒng)，設(shè)計了一種具備高空電場輻射敏感度測試的自動化測試系統(tǒng)，可滿足運載火箭等大型被測件18m高度以內(nèi)的電場敏感度測試要求。

本發(fā)明的上述目的是通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的：

一種高空電場輻射敏感度自動化測試系統(tǒng)，包括大型被測試件、發(fā)射天線系統(tǒng)、大功率信號模擬系統(tǒng)、高空升級平臺、場強監(jiān)視器、電場探頭和控制計算機；

控制計算機：發(fā)出控制指令，并將控制指令通過信號接口板發(fā)送至大功率信號模擬系統(tǒng)；接收大功率信號模擬系統(tǒng)傳來的前向功率監(jiān)測信號，進行監(jiān)測存儲；接收大功率信號模擬系統(tǒng)傳來的反向功率監(jiān)測信號，進行監(jiān)測存儲；接收場強檢測器傳來的監(jiān)測結(jié)果，對監(jiān)測結(jié)果進行判斷，根據(jù)判斷結(jié)果對大功率信號模擬系統(tǒng)進行調(diào)試；

大功率信號模擬系統(tǒng)：接收控制計算機傳來的控制指令，生成小功率微波信號，對小功率微波信號進行放大處理，生成大功率微波信號，將大功率微波信號分為三路，將其中一路大功率微波信號傳輸至發(fā)射天線系統(tǒng)；將第二路大功率微波信號進行耦合處理，生成前向功率監(jiān)測信號，并將前向功率監(jiān)測信號發(fā)送至控制計算機；對第三路大功率微波信號進行耦合處理，生成反向功率監(jiān)測信號，將反向功率監(jiān)測信號發(fā)送至控制計算機；

發(fā)射天線系統(tǒng)：接收大功率信號模擬系統(tǒng)傳來的耦合后的大功率微波信號，將耦合后的大功率微波信號向空間進行輻射發(fā)射，在空間中產(chǎn)生高場強電磁波信號；

高空升級平臺：控制大功率信號模擬系統(tǒng)的升降，并提供供電接口和控制信號接口；

電場探頭：對發(fā)射天線系統(tǒng)在空間中所產(chǎn)生的高場強電磁波信號進行實時監(jiān)測，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)輸出至場強檢測器；

場強檢測器：接收電場探頭傳來的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并實時顯示監(jiān)測結(jié)果，并將監(jiān)測結(jié)果發(fā)送至控制計算機。

在上述的一種高空電場輻射敏感度自動化測試系統(tǒng)，所述的大型被測試件、發(fā)射天線系統(tǒng)、大功率信號模擬系統(tǒng)、高空升級平臺和電場探頭固定安裝在屏蔽暗室內(nèi)；所述信號接口板固定安裝在屏蔽暗室側(cè)壁上，實現(xiàn)屏蔽暗室外部的控制計算機與屏蔽暗室內(nèi)部的大功率信號模擬系統(tǒng)的連接。

在上述的一種高空電場輻射敏感度自動化測試系統(tǒng)，所述的高空升級平臺朝向大型被測試件的側(cè)壁上固定安裝有尖劈吸波材料。

在上述的一種高空電場輻射敏感度自動化測試系統(tǒng)，所述的大功率信號模擬系統(tǒng)包括信號源、功率放大器、定向耦合器、反向功率計和前向功率計；

信號源：接收控制計算機傳來的控制指令，生成小功率微波信號，并將小功率微波信號傳輸至功率放大器；

功率放大器：接收信號源傳來的小功率微波信號，對小功率微波信號進行放大處理，生成大功率微波信號，并將大功率微波信號傳輸至定向耦合器；

定向耦合器：接收功率放大器傳來的大功率微波信號；將大功率微波信號分為三路，將其中一路大功率微波信號傳輸至發(fā)射天線系統(tǒng)；將第二路大功率微波信號進行耦合處理，生成前向功率監(jiān)測信號，并將前向功率監(jiān)測信號傳輸至前向功率計；對第三路大功率微波信號進行耦合處理，生成反向功率監(jiān)測信號，將反向功率監(jiān)測信號發(fā)送至反向功率計；將耦合后的大功率微波信號發(fā)送至發(fā)射天線系統(tǒng)；

反向功率計：接收定向耦合器傳來的反向功率監(jiān)測信號，將反向功率監(jiān)測信號發(fā)送至控制計算機；

前向功率計：接收定向耦合器傳來的前向功率監(jiān)測信號，將前向功率監(jiān)測信號發(fā)送至控制計算機。

在上述的一種高空電場輻射敏感度自動化測試系統(tǒng)，所述的大功率信號模擬系統(tǒng)包括微波矩陣開關(guān)和5臺功率放大器；其中微波矩陣開關(guān)包括5個開關(guān)，每個開關(guān)與一臺功率放大器對應(yīng)連接；通過與不同開關(guān)的連接，實現(xiàn)選擇不同的功率放大器。

在上述的一種高空電場輻射敏感度自動化測試系統(tǒng)，所述的5臺功率放大器分別為：頻段為1-2.5GHz，輸出功率為300W；頻段為2.5GHz-7.5GHz，輸出功率為200W；頻段為7.5GHz-18GHz，輸出功率為100W；頻段為18-26.5GHz，輸出功率為40W和頻段為26.5-40GHz，輸出功率40W。

在上述的一種高空電場輻射敏感度自動化測試系統(tǒng)，所述的發(fā)射天線系統(tǒng)包括多個喇叭形天線，喇叭形天線后端安裝有自動極化轉(zhuǎn)化裝置，實現(xiàn)0～90°極化角度的選裝。

在上述的一種高空電場輻射敏感度自動化測試系統(tǒng)，控制計算機對場強檢測器傳來的監(jiān)測結(jié)果進行判斷，根據(jù)判斷結(jié)果對大功率信號模擬系統(tǒng)進行調(diào)試的具體內(nèi)容為：當監(jiān)測結(jié)果小于測試要求的電磁波信號時，發(fā)出增大功率微波控制信號至信號源，控制信號源發(fā)出增大功率的微波控制信號；當監(jiān)測結(jié)果大于測試要求的電磁波信號時，發(fā)出減小功率微波控制信號至信號源，控制信號源發(fā)出減小功率的微波控制信號。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：

(1)本發(fā)明中，大功率信號模擬系統(tǒng)，配置5臺功率放大器和一個微波矩陣開關(guān)，每個開關(guān)與一臺功率放大器對應(yīng)連接；通過與不同開關(guān)的連接，實現(xiàn)選擇不同的功率放大器，可滿足1-40GHz全頻段的測量需求；

(2)本發(fā)明發(fā)射天線系統(tǒng)中的天線采用喇叭天線形式，天線后端帶自動極化轉(zhuǎn)化裝置，可實現(xiàn)0～90度極化角度的變化；

(3)本發(fā)明中高考升級平臺靠近被測區(qū)域的一側(cè)粘貼吸波材料，消除金屬對電磁波反射影響測試精度，確保了高空升級平臺金屬結(jié)構(gòu)對被測區(qū)域的電場均勻性不造成影響。

附圖說明

圖1為本發(fā)明高空電場敏感度測試系統(tǒng)組成示意圖；

圖2為本發(fā)明大功率信號模擬系統(tǒng)組成示意圖；

圖3為本發(fā)明高空升級平臺組成示意圖；

圖4為本發(fā)明功率放大器組成示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述：

針對現(xiàn)有電磁兼容測試系統(tǒng)無法滿足高空電場輻射敏感度測試的情況，設(shè)計一種具備高空電場輻射敏感度測試的自動化測試系統(tǒng)，可滿足運載火箭等大型被測件18m高度以內(nèi)的電場敏感度測試要求。

高空電場敏感度自動測試系統(tǒng)主要功能為模擬產(chǎn)生1～18GHz頻段的電場環(huán)境，通過發(fā)射天線施加至大型被測件周圍，在3～18m高度范圍內(nèi)產(chǎn)生20～200V/m的電場強度，檢驗被測產(chǎn)品在輻射電磁干擾情況下是否正常工作。

如圖1所示為高空電場敏感度測試系統(tǒng)組成示意圖，由圖可知，一種高空電場輻射敏感度自動化測試系統(tǒng)，包括大型被測試件、發(fā)射天線系統(tǒng)、大功率信號模擬系統(tǒng)、高空升級平臺、場強監(jiān)視器、電場探頭和控制計算機；其中，大型被測試件、發(fā)射天線系統(tǒng)、大功率信號模擬系統(tǒng)、高空升級平臺和電場探頭固定安裝在屏蔽暗室內(nèi)；所述信號接口板固定安裝在屏蔽暗室側(cè)壁上，實現(xiàn)屏蔽暗室外部的控制計算機與屏蔽暗室內(nèi)部的大功率信號模擬系統(tǒng)的連接。

控制計算機：發(fā)出控制指令，并將控制指令通過信號接口板發(fā)送至大功率信號模擬系統(tǒng)；接收大功率信號模擬系統(tǒng)傳來的前向功率監(jiān)測信號，進行監(jiān)測存儲；接收大功率信號模擬系統(tǒng)傳來的反向功率監(jiān)測信號，進行監(jiān)測存儲；接收場強檢測器傳來的監(jiān)測結(jié)果，對監(jiān)測結(jié)果進行判斷，根據(jù)判斷結(jié)果對大功率信號模擬系統(tǒng)進行調(diào)試；控制計算機對場強檢測器傳來的監(jiān)測結(jié)果進行判斷，根據(jù)判斷結(jié)果對大功率信號模擬系統(tǒng)進行調(diào)試的具體內(nèi)容為：當監(jiān)測結(jié)果小于測試要求的電磁波信號時，發(fā)出增大功率微波控制信號至信號源，控制信號源發(fā)出增大功率的微波控制信號；當監(jiān)測結(jié)果大于測試要求的電磁波信號時，發(fā)出減小功率微波控制信號至信號源，控制信號源發(fā)出減小功率的微波控制信號。

如圖2所示為大功率信號模擬系統(tǒng)組成示意圖，由圖可知，大功率信號模擬系統(tǒng)包括信號源、功率放大器、定向耦合器、反向功率計和前向功率計；大功率信號模擬系統(tǒng)主要功能為產(chǎn)生1～40GHz頻率范圍的大功率微波信號，主要由信號源、功率放大器、功率計等設(shè)備構(gòu)成。系統(tǒng)主要工作原理：信號源產(chǎn)生1～40GHz頻率的小功率(約-30dBm～0dBm)正弦波信號，信號通過射頻線纜輸入至功率放大器，功率放大器將信號放大0～50dB。采用功率計對功率放大器輸出信號的前向功率、反向功率進行實時監(jiān)測，判定系統(tǒng)功率輸出狀態(tài)。

信號源：接收控制計算機傳來的控制指令，生成小功率微波信號，并將小功率微波信號傳輸至功率放大器；

功率放大器：接收信號源傳來的小功率微波信號，對小功率微波信號進行放大處理，生成大功率微波信號，并將大功率微波信號傳輸至定向耦合器；

定向耦合器：接收功率放大器傳來的大功率微波信號；將大功率微波信號分為三路，將其中一路大功率微波信號傳輸至發(fā)射天線系統(tǒng)；將第二路大功率微波信號進行耦合處理，生成前向功率監(jiān)測信號，并將前向功率監(jiān)測信號傳輸至前向功率計；對第三路大功率微波信號進行耦合處理，生成反向功率監(jiān)測信號，將反向功率監(jiān)測信號發(fā)送至反向功率計；將耦合后的大功率微波信號發(fā)送至發(fā)射天線系統(tǒng)；

反向功率計：接收定向耦合器傳來的反向功率監(jiān)測信號，將反向功率監(jiān)測信號發(fā)送至控制計算機；

前向功率計：接收定向耦合器傳來的前向功率監(jiān)測信號，將前向功率監(jiān)測信號發(fā)送至控制計算機。發(fā)射天線系統(tǒng)：接收大功率信號模擬系統(tǒng)傳來的耦合后的大功率微波信號，將耦合后的大功率微波信號向空間進行輻射發(fā)射，在空間中產(chǎn)生高場強電磁波信號；

如圖3所示為高空升級平臺組成示意圖，由圖可知，高空升級平臺：控制大功率信號模擬系統(tǒng)的升降，并提供供電接口和控制信號接口；且高空升級平臺朝向大型被測試件的側(cè)壁上固定安裝有尖劈吸波材料。高空升降平臺是滿足關(guān)鍵測試設(shè)備升級的設(shè)備，可以將測試設(shè)備提升至3～18m的測試高度，滿足不同高度范圍的測試需求。高空升降平臺上具備隨平臺升降的供電系統(tǒng)、光纖控制系統(tǒng)，可滿足基礎(chǔ)測試供電和控制需求。

電場探頭：對發(fā)射天線系統(tǒng)在空間中所產(chǎn)生的高場強電磁波信號進行實時監(jiān)測，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)輸出至場強檢測器；

場強檢測器：接收電場探頭傳來的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并實時顯示監(jiān)測結(jié)果，并將監(jiān)測結(jié)果發(fā)送至控制計算機。

如圖4所示為功率放大器組成示意圖，由圖可知，大功率信號模擬系統(tǒng)包括微波矩陣開關(guān)和5臺功率放大器；其中微波矩陣開關(guān)包括5個開關(guān)，每個開關(guān)與一臺功率放大器對應(yīng)連接；通過與不同開關(guān)的連接，實現(xiàn)選擇不同的功率放大器。

臺功率放大器分別為：頻段為1-2.5GHz，輸出功率為300W；頻段為2.5GHz-7.5GHz，輸出功率為200W；頻段為7.5GHz-18GHz，輸出功率為100W；頻段為18-26.5GHz，輸出功率為40W和頻段為26.5-40GHz，輸出功率40W。

發(fā)射天線系統(tǒng)包括多個喇叭形天線，喇叭形天線后端安裝有自動極化轉(zhuǎn)化裝置，實現(xiàn)0～90°極化角度的選裝。發(fā)射天線具備位置調(diào)節(jié)功能，可實現(xiàn)水平、垂直方向的調(diào)節(jié)，確保發(fā)射天線中心正對被測件的待測區(qū)域。測試天線中心位置安裝激光測距設(shè)備，可精確獲取測試天線口面距被測件的距離。

發(fā)射天線系統(tǒng)的天線支架采用非金屬復(fù)合材料制作，避免金屬對天線性能的影響。

電場敏感度試驗在屏蔽暗室中開展，其中大功率信號模擬系統(tǒng)和發(fā)射天線安裝在高空升級平臺上，高空升級平臺上的設(shè)備通過光纖與屏蔽暗室外部的控制計算機連接，操作人員在屏蔽暗室外部進行對測試流程進行控制實現(xiàn)自動化測試，可避免電磁輻射對人員造成的影響。

效果：

通過高空電場敏感度自動化測試系統(tǒng)的研制，可解決大型被測件高空電場敏感度電磁兼容試驗無法開展的難題。測試系統(tǒng)采用激光精確測距、地面校準等方法提高了高空測試的精度。

本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。