一種測量航天器靜電放電產(chǎn)生電磁脈沖的裝置的制造方法
【專利摘要】一種測量航天器靜電放電產(chǎn)生電磁脈沖的裝置，其包括單極子天線、電控單元，且單極子天線通過電纜將傳感到的瞬態(tài)電場脈沖信號傳輸至電控單元，供電控單元采集、處理并將有效數(shù)據(jù)存儲后傳輸至地面分析。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明采用單極子天線和電控單元結(jié)合的方式，可以實現(xiàn)航天器靜電放電產(chǎn)生電磁脈沖的在軌原位測量；在軌檢測航天器靜電放電產(chǎn)生電磁脈沖的測量裝置及方法可以實現(xiàn)窄脈寬、高幅值類型放電脈沖的測量，且整個裝置具有數(shù)據(jù)量小、功耗低、重量輕的特點。
【專利說明】
一種測量航天器靜電放電產(chǎn)生電磁脈沖的裝置
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明涉及測試技術(shù)領域，尤其涉及一種測量航天器靜電放電產(chǎn)生電磁脈沖的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于衛(wèi)星系統(tǒng)復雜，每個衛(wèi)星帶電情況各異，造成衛(wèi)星靜電放電復雜多樣，隨機性大，放電脈沖與衛(wèi)星的耦合特性也異常復雜，耦合到敏感電纜的放電脈沖幅度及放電頻譜范圍很寬。靜電放電產(chǎn)生的瞬態(tài)電場脈沖信號為單次信號，其脈沖的幅度和大小與放電的強度有關(guān)，脈沖的寬度與放電的持續(xù)時間有關(guān)，一般在幾十ns到幾ys。
[0003]考慮到記錄脈沖寬度從幾十ns到幾ys量級脈沖的完整的波形將產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，同時處理和傳輸這些數(shù)據(jù)將花費大量的時間和數(shù)據(jù)傳輸帶寬，空間搭載載荷由于功耗和體積的限制，因此在放電波形的測量上考慮可實現(xiàn)性，應只記錄脈沖進數(shù)，并對脈沖特性(脈沖正負幅值、脈寬)進行檢測。其中，脈沖事件計數(shù)是指對單次脈沖包絡的計數(shù)，脈沖幅值是指單次脈沖包絡的最大幅值，脈寬是指單次脈沖事件中高于閾值的脈沖包絡持續(xù)時間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種測量航天器靜電放電產(chǎn)生電磁脈沖的裝置，實現(xiàn)了脈沖特征參數(shù)的提取。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]—種測量航天器靜電放電產(chǎn)生電磁脈沖的裝置，其包括單極子天線、電控單元，且單極子天線通過電纜將傳感到的瞬態(tài)電場脈沖信號傳輸至電控單元，供電控單元采集、處理并將有效數(shù)據(jù)存儲后傳輸至地面分析。
[0007]進一步的，所述電控單元包括:脈沖信號調(diào)理模塊、二次電源模塊、控制模塊、通信模塊;二次電源模塊與星上配電器相接，為控制模塊、通信模塊供電；控制模塊控制控制模塊、通信模塊的相應工作;脈沖信號調(diào)理模塊對瞬態(tài)電場脈沖信號進行比例調(diào)整。
[0008]進一步的，單極子天線由輻射振子、套筒和同軸傳輸線組成。
[0009]進一步的，單極子天線的福射振子為長100mm、直徑為6mm的實心圓柱體。
[0010]進一步的，單極子天線采用同軸線饋電，饋電點在天線內(nèi)部，天線所檢測的信號經(jīng)50 Ω同軸射頻電纜引入電控單元。
[0011]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0012]采用單極子天線和電控單元結(jié)合的方式，可以實現(xiàn)航天器靜電放電產(chǎn)生電磁脈沖的在軌原位測量;在軌檢測航天器靜電放電產(chǎn)生電磁脈沖的測量裝置及方法可以實現(xiàn)窄脈寬、高幅值類型放電脈沖的測量，且整個裝置具有數(shù)據(jù)量小、功耗低、重量輕的特點。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的測量航天器靜電放電產(chǎn)生電磁脈沖的裝置示意圖； 圖2為本發(fā)明的電控單元具體組成圖。
【具體實施方式】
[0014]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0015]如圖1所示，一種測量航天器靜電放電產(chǎn)生電磁脈沖的裝置包括單極子天線1、電控單元2，且單極子天線I通過電纜將傳感到的瞬態(tài)電場脈沖信號傳輸至電控單元2，供電控單元2采集、處理并將有效數(shù)據(jù)存儲后傳輸至地面分析。
[0016]所述電控單元2包括:脈沖信號調(diào)理模塊3、二次電源模塊4、控制模塊5、通信模塊6; 二次電源模塊4與星上配電器相接，為控制模塊5、通信模塊6供電;控制模塊5控制控制模塊5、通信模塊6的相應工作;脈沖信號調(diào)理模塊3對瞬態(tài)電場脈沖信號進行比例調(diào)整。
[0017](I)單極子天線由輻射振子、套筒和同軸傳輸線組成。天線輻射振子為長100mm、直徑為6mm的實心圓柱體，外表面起接收輻射電磁波的作用，需做鍍金處理;單極子天線采用同軸線饋電，饋電點在天線內(nèi)部，天線所檢測的信號經(jīng)50 Ω同軸射頻電纜引入電控單元。同軸傳輸線內(nèi)芯接天線內(nèi)導體上半部分，外皮接天線內(nèi)導體下半部分，天線和同軸傳輸線之間用標準的射頻同軸連接器SMA連接，在天線的安裝面下部預制1/4-36UNS-2A的母頭。安裝底座上留4 X Φ2.2的安裝孔，用M2的沉頭螺釘將單極子天線安裝于星體表面；
[0018](2)脈沖信號調(diào)理模塊3主要有比例調(diào)整、高速A/D變換構(gòu)成。信號接口主要實現(xiàn)比例調(diào)整，由于A/D變換輸入范圍是± 2V，而放電信號輸入高達50V，需進行50:1的比例調(diào)整，才能滿足A/D變換的輸入要求;高速A/D變換采用AD公司的AD10200BZ/QMLH，由采樣速率可達10MHz的兩路獨立的14位A/D組成，在采樣時，以10MHz的采樣速率工作，可以滿足最高20ns信號的采樣要求；
[0019](3) 二次電源模塊4包括濾波器、DC/DC模塊、電源遙控接口電路，主要實現(xiàn)把星上一次母線電源，變換為電控單元所需的各種電源。濾波器選用型號為WHFME100-461-100，DC/DC模塊采用宇航用厚膜電源DYDD/100-512-30/T1;電源遙控指令包含2條開關(guān)機矩陣指令，由PLISU按照矩陣指令方式發(fā)送，指令電壓28V，脈寬104ms;
[0020](4)控制模塊5采用XILINX公司的SRAM型FPGA實現(xiàn)采樣控制功能，具體選用型號為XQR2V1000-4BG575，采樣控制部分收到檢測啟動指令后，為高速A/D提供采樣時鐘，在采樣時鐘的驅(qū)動下，高速A/D對比例調(diào)整后的瞬態(tài)脈沖信號進行高速采集，并將變換后的數(shù)據(jù)送入采樣控制部分進行數(shù)據(jù)的閾值比較、極值識別、脈寬計算、脈沖計數(shù)等要求的功能。
[0021](5)通信模塊6選用BU-61580接口芯片設計，共有1553B遙測信號26條，打包后由綜合電子分系統(tǒng)的1553B總線采集。通訊接口:標準總線XYDZ0801-2-X04、XYDZ0801-2-X05分別為總線A，總線B。
[0022]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種測量航天器靜電放電產(chǎn)生電磁脈沖的裝置，其特征在于，包括單極子天線(I)、電控單元(2)，且單極子天線(I)通過電纜將傳感到的瞬態(tài)電場脈沖信號傳輸至電控單元(2)，供電控單元(2)采集、處理并將有效數(shù)據(jù)存儲后傳輸至地面分析。2.如權(quán)利要求1所述的一種測量航天器靜電放電產(chǎn)生電磁脈沖的裝置，其特征在于，所述電控單元(2)包括:脈沖信號調(diào)理模塊(3)、二次電源模塊(4)、控制模塊(5)、通信模塊(6)； 二次電源模塊(4)與星上配電器相接，為控制模塊(5)、通信模塊(6)供電;控制模塊(5)控制控制模塊(5)、通信模塊(6)的相應工作;脈沖信號調(diào)理模塊(3)對瞬態(tài)電場脈沖信號進行比例調(diào)整。3.如權(quán)利要求1所述的一種測量航天器靜電放電產(chǎn)生電磁脈沖的裝置，其特征在于，單極子天線(I)由輻射振子、套筒和同軸傳輸線組成。4.如權(quán)利要求3所述的一種測量航天器靜電放電產(chǎn)生電磁脈沖的裝置，其特征在于，單極子天線(I)的福射振子為長I OOmm、直徑為6mm的實心圓柱體。5.如權(quán)利要求3所述的一種測量航天器靜電放電產(chǎn)生電磁脈沖的裝置，其特征在于，單極子天線(I)采用同軸線饋電，饋電點在天線內(nèi)部，天線所檢測的信號經(jīng)50 Ω同軸射頻電纜引入電控單元(2)。
【文檔編號】G01R29/00GK106066428SQ201610355834
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年5月26日 公開號201610355834.3, CN 106066428 A, CN 106066428A, CN 201610355834, CN-A-106066428, CN106066428 A, CN106066428A, CN201610355834, CN201610355834.3
【發(fā)明人】李存惠, 薛玉雄, 馬少君, 安恒, 楊生勝
【申請人】蘭州空間技術(shù)物理研究所