一种低电平扫描场校准测试装置和方法与流程

本发明涉及电磁环境效应，特别涉及一种低电平扫描场校准测试装置和方法。

背景技术：

1、高强度辐射场(hirf)是由人类活动造成的单位面积辐射能量较高的电磁环境，主要是来自地面、舰船、海上平台或航空器上的雷达、无线电、导航、广播等高功率发射机的辐射。hirf具有频带宽、峰值高和作用时间长等特点，使得飞机系统内电子设备面临潜在的电磁损伤，主要体现在外部强电磁场与电子系统的耦合，从而影响飞机关键/重要电子系统的正常工作。从飞行安全性考虑，美国联邦适航局(faa)、欧洲联合适航局(jaa)相继颁布了条款，强制规定各类飞机必须满足hirf适航认证要求，我国民航总局参照faa和jaa的相关要求，也颁布了相应专用条件和问题纪要，论证研制的新型国产飞机，无论是国内使用还是出口，都需要满足hirf安全性评估要求。

2、国内在飞机高强度辐射场(hirf)效应方面的研究开展较晚，相关的研究成果较少。根据faa等国外权威机构在近几十年飞机研制过程中的分析，hirf耦合到飞机电子系统的方式可概括为：1)高于100mhz频段，hirf能量主要通过舱室开孔、缝隙等途径耦合；2)在1mhz～400mhz频段，飞机电子系统互联线束起到了天线作用，hirf能量主要通过机内互联线束感应耦合；3)低于1mhz的hirf能量，一般以飞机表面电流到线缆束感应电流耦合为主。目前，针对飞机高频段的hirf效应研究在主要采用扫描场的方式，通过模拟外部高强辐射场环境，然后在飞机舱室内采集电场场强值，从而获取飞机舱室的衰减特性。低电平扫描场测试包括校准和测试两部分，由于地面多路径的影响，接收端得到的结果为直射波和地面反射波之和。因此，为了提高飞机低电平扫描场试验精度，需要提出一种低电平扫描场校准测试装置及方法，辅助完成该项测试。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种低电平扫描场校准测试装置和方法，可解决由于飞机全机hirf效应试验中的低电平扫描场校准测试时的地面多路径干扰问题，提高低电平扫描场测试的效率和精度，为飞机高强辐射场效应的防护设计和安全性评估提供试验手段。

2、为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种低电平扫描场校准测试装置，其特点是，包括：

4、底座；

5、竖直设置于底座上的高度杆；

6、活动设置于高度杆上的升降座，所述升降座可以依附于高度杆上下滑动；

7、发射端，用于生成hirf模拟信号，其包括发射天线；

8、接收端，用于采集飞机内的电磁信号，所述的接收端包括一接收天线；

9、接收天线固定件和线缆套筒，其分别设置于升降座的两端，所述的接收天线固定件用于固定接收天线；

10、滑轮组件，其包括：设置于高度杆上的滑轮；固件绳，其一端连接于升降座，另一端穿过所述滑轮连接于驱动电机，所述驱动电机带动固定绳传动，使得所述的升降座上下移动。

11、所述的高度杆、接收天线固定件、线缆套筒和滑轮均为非金属结构。

12、所述的发射端还包括依次相连的信号源、功率放大器和切换开关。

13、所述的接收端还包括与接收天线相连的频谱分析仪和控制模块。

14、所述的接收天线与发射天线的极化方式保持一致。

15、一种低电平扫描场校准测试方法，其利用上述的低电平扫描场校准测试装置，所述的方法包括如下步骤：

16、s1，建立hirf环境下飞机的低电平扫描场校准测试三维仿真模型，并仿真得到接收区域不同高度下的电磁场强值；

17、s2，根据得到的电磁场强值确定接收天线的移动高度；

18、s3，于待测区域放置低电平扫描场校准测试装置，分别固定接收天线和发射天线，并使得接收天线与发射天线之间相隔预设距离；

19、s4，接收天线阵列以步骤s2中所确定的移动高度连续移动；

20、s5，在接收天线阵列不断连续移动过程中，所述接收端进行数据采集，建立不同高度下场强测试结果集合；

21、s6，当接收端的场强测试曲线不再上升时停止测试，将不同高度下的场强测试结果取包络，从而获取对应高度下的校准结果。

22、所述的步骤s1中的仿真频率为100mhz～18ghz。

23、本发明与现有技术相比，具有以下优点：

24、本发明可解决由于飞机全机hirf效应试验中的低电平扫描场校准测试时的地面多路径干扰问题，提高低电平扫描场测试的效率和精度，为飞机高强辐射场效应的防护设计和安全性评估提供试验手段。

技术特征：

1.一种低电平扫描场校准测试装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的低电平扫描场校准测试装置，其特征在于，所述的高度杆、接收天线固定件、线缆套筒和滑轮均为非金属结构。

3.如权利要求1所述的低电平扫描场校准测试装置，其特征在于，所述的发射端还包括依次相连的信号源、功率放大器和切换开关。

4.如权利要求1所述的低电平扫描场校准测试装置，其特征在于，所述的接收端还包括与接收天线相连的频谱分析仪和控制模块。

5.如权利要求1所述的低电平扫描场校准测试装置，其特征在于，所述的接收天线与发射天线的极化方式保持一致。

6.一种低电平扫描场校准测试方法，其利用如权利要求1-5任一项所述的低电平扫描场校准测试装置，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：

7.如权利要求6所述的低电平扫描场校准测试方法，其特征在于，所述的步骤s1中的仿真频率为100mhz～18ghz。

技术总结
本发明公开了一种低电平扫描场校准测试装置和方法，底座；竖直设置于底座上的高度杆；活动设置于高度杆上的升降座，所述升降座可以依附于高度杆上下滑动；发射端，用于生成HIRF模拟信号，其包括发射天线；接收端，用于采集飞机内的电磁信号，所述的接收端包括一接收天线；接收天线固定件和线缆套筒，其分别设置于升降座的两端，所述的接收天线固定件用于固定接收天线；滑轮组件，其包括：设置于高度杆上的滑轮；固件绳，其一端连接于升降座，另一端穿过所述滑轮连接于驱动电机，所述驱动电机带动固定绳传动，使得所述的升降座上下移动。本发明提高低电平扫描场测试的效率和精度，为飞机高强辐射场效应的防护设计和安全性评估提供试验手段。

技术研发人员：石国昌,肖寅澍,廖意,任平
受保护的技术使用者：上海无线电设备研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12