一种强电磁脉冲天线近场环境测量方法与流程

本发明属于复杂电磁环境效应试验，具体涉及一种强电磁脉冲天线近场环境测量方法。

背景技术：

1、随着强电磁脉冲武器技术的发展，被攻击方的电子信息设备和系统面临强电磁脉冲武器的威胁。为了研究强电磁脉冲源的辐射特性，以及强电磁脉冲辐射下自身平台的防护效果等，在开展相关的试验中，均需要对强电磁脉冲辐射近场进行准确的测量，为相关设备及系统的防护提供电磁环境输入。

2、采用相对论返波管的强电磁脉冲源通常采用多重反射的方式将波导口出来的信号通过抛物面天线反射，辐射天线每变化一个俯仰或者方位，传输通道的结构会产生相应的变化，由于辐射波为线极化，导致发射出来的电磁波极化方式会跟着传输通道结构的变化而产生变化；例如：天线方位变化了0.2度，但是发射出来的电磁波极化方式与变化之前发生了巨大的变化。

3、现阶段对于强电磁脉冲辐射波的关注重点在其远场，而对于强电磁脉冲辐射波近场的测量不太关注，本发明基于自身平台的特点，不用在专业的屏蔽暗室中进行测量，而在野外可以开展近场测量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种强电磁脉冲天线近场环境测量方法，解决强电磁脉冲辐射的近场测量问题。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

3、一种强电磁脉冲天线近场环境测量方法，包括以下步骤：

4、选择一合适区域，将强电磁脉冲辐射源与辐射天线放置于该区域中心；

5、调整测量天线，使测量天线的口面与辐射天线的口面相对且测量天线的口面中心与辐射天线的口面中心等高；

6、连接强电磁脉冲辐射源与辐射天线，强电磁脉冲辐射源通过辐射天线发射强电磁脉冲信号；测量天线测得其所在位置处的垂直极化场强与水平极化场强，并反推出强电磁脉冲辐射源的辐射功率；当反推得到的强电磁脉冲辐射源的辐射功率与实际值之差在一定范围内时，则认为具备测量条件；

7、测量天线位置不变，调整辐射天线的姿态，包括辐射天线的方位角和俯仰角，并记录对应的垂直极化场强与水平极化场强；待该位置处辐射天线的所有姿态测量完后，更换测量天线的位置，即改变测量天线与辐射天线的距离，并重复上一个位置的测量；

8、根据各距离以及各姿态下的垂直极化场强与水平极化场强，计算综合场强，最后得到各距离以及各姿态下的方位角、俯仰角、垂直极化场强、水平极化场强以及综合场强。

9、进一步的，合适区域为空旷且平坦的区域。

10、进一步的，测量天线为两个，分别测量垂直极化场强与水平极化场强；两个测量天线分别通过射频电缆与衰减器相连，最后与示波器相连。

11、进一步的，衰减器与示波器均位于屏蔽车内。

12、进一步的，反推包括：

13、设示波器测得的信号为s，衰减器为x1，射频电缆衰减为x2，天线系数为x3，则测量天线处的场强为：

14、场强＝s*10(x1+x2+x3)/20

15、设垂直极化场强与水平极化场强分别为场强垂直与场强水平，则综合场强为：

16、

17、

18、式中，场强(综合)的单位为v/m，功率密度(合成)的单位为mw/cm2。

19、进一步的，一定范围为±3db。

20、进一步的，采用精确伺服机构调整辐射天线的姿态。

21、进一步的，调整辐射天线的姿态包括：

22、设辐射天线的口面与测量天线的口面相对时的方位角和俯仰角为0度；

23、方位角增加第一角度，俯仰角依次增加第二角度，直至增至90度；待俯仰角增至90度时，方位角再增加第一角度，俯仰角依次减少第二角度直至减至0度或俯仰角重新从0度依次增加第二角度直至增至90度；

24、如此重复，直至方位角增至180度；根据对称性，获取姿态对应的垂直极化场强与水平极化场强。

25、进一步的，第一角度为1度，第二角度为10度。

26、进一步的，距离的范围为5m-100m。

27、本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

28、1)由精确伺服机构调节辐射源的方位和俯仰，测量的可重复性好，由于整个测量过程中有大量的数据，如果因为辐射天线与测量天线相对关系的误差太大，就可能导致数据出现较大差异，影响对强电磁脉冲近场分布规律的判断。

29、2)通过调整辐射源的方位和俯仰，而测量天线不动的方法，可以极大提高测量效率。

30、3)利用对称性原理将360度水平方位的测量简化为只测180度水平方位，由于俯仰方向的波束较宽，将俯仰方位简化为9个方位，极大减少工作量，提高测量效率。

31、4)本方法的核心之一是辐射天线口面中心与测量天线口面中心等高，且测量天线口面对准辐射天线口面中心方向，由于某些强电磁脉冲的信号特征是主波束极窄，如果不这么做，则要么测不到信号，要么测到的信号差好几个数量级。

32、5)本方法不用在常规屏蔽半暗室中开展测量，在野外空旷区域也可以开展测量，不受试验条件限制。

技术特征：

1.一种强电磁脉冲天线近场环境测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的强电磁脉冲天线近场环境测量方法，其特征在于，合适区域为空旷且平坦的区域。

3.根据权利要求1所述的强电磁脉冲天线近场环境测量方法，其特征在于，测量天线为两个，分别测量垂直极化场强与水平极化场强；两个测量天线分别通过射频电缆与衰减器相连，最后与示波器相连。

4.根据权利要求3所述的强电磁脉冲天线近场环境测量方法，其特征在于，衰减器与示波器均位于屏蔽车内。

5.根据权利要求3所述的强电磁脉冲天线近场环境测量方法，其特征在于，反推包括：

6.根据权利要求1、3、4或5所述的强电磁脉冲天线近场环境测量方法，其特征在于，一定范围为±3db。

7.根据权利要求1所述的强电磁脉冲天线近场环境测量方法，其特征在于，采用精确伺服机构调整辐射天线的姿态。

8.根据权利要求1或7所述的强电磁脉冲天线近场环境测量方法，其特征在于，调整辐射天线的姿态包括：

9.根据权利要求8所述的强电磁脉冲天线近场环境测量方法，其特征在于，第一角度为1度，第二角度为10度。

10.根据权利要求1所述的强电磁脉冲天线近场环境测量方法，其特征在于，距离的范围为5m-100m。

技术总结
本发明公开了一种强电磁脉冲天线近场环境测量方法，包括以下步骤：选择一合适区域，将强电磁脉冲辐射源与辐射天线放置于该区域中心；调整测量天线，使测量天线的口面与辐射天线的口面相对且测量天线的口面中心与辐射天线的口面中心等高；测量天线位置不变，调整辐射天线的姿态，包括辐射天线的方位角和俯仰角，并记录对应的垂直极化场强与水平极化场强；待该位置处辐射天线的所有姿态测量完后，更换测量天线的位置，即改变测量天线与辐射天线的距离，并重复上一个位置的测量；最后得到各距离以及各姿态下的方位角、俯仰角、垂直极化场强、水平极化场强以及综合场强。本发明可解决强电磁脉冲辐射波近场的测量问题。

技术研发人员：黄明亮,冀航,倪超,董晶,何洋洋,顾晓冬,陆凤波
受保护的技术使用者：中国舰船研究设计中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15