机载天线雷击测试系统与方法技术方案

本发明专利技术涉及机载天线雷电效应测试系统及测试方法，属于天线雷击测试领域，系统包括雷击电流发生器，脉冲电压电流测量装置，飞弧放电棒，受试天线，铝板制试验箱体，屏蔽柜，光缆传输系统，铝板制试验箱体内装有模拟接受机，屏蔽柜内装有光接收机，示波器，光接收机与示波器相连，雷击电流发生器与飞弧放电棒连接，飞弧放电棒通过铜导线与受试天线连接，受试天线置于铝板制试验箱体上，受试天线的芯线通过同轴电缆与模拟接受机相连，模拟接收机与大地相连，脉冲电压电流测量装置用于测量受试天线和模拟接收机的输入、输出脉冲电压、电流信号并通过光缆传输系统将信号传输到光接收机中，该系统安全可靠、抗干扰能力强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及天线雷击测试领域，具体涉及一种。
技术介绍
闪电是放电路径长度为千米计的瞬时大电流放电。当大气中某些部分的电荷及相应的电场强度大到足以使空气击穿时便产生闪电。闪电可以发生在云内、云间、云地间或云与z?周围空气之间。自然界发生的雷电放电电流最闻可达200kA以上,如果飞机在雷暴z?中飞行正好被雷电击中，会造成非常严重的后果。飞机上的天线一般都是伸出机身外面，很容易被雷电击中。为了研究飞机天线被雷电击中后的雷电效应，有必要用雷电模拟器进行雷击试验，对其效应进行测试和评估，为飞机的天线防雷设计提供重要的数据。现有的飞机天线雷电效应的测试方法，往往采用电缆连接，强大的雷击电流会产生强大的电磁辐射，对测量结果产生严重的干扰，甚至还有可能损坏测量系统。
技术实现思路
针对目前机载天线雷电效应测试中所存在的问题和不足，本专利技术的目的是提供一种安全可靠、抗干扰能力强的机载天线雷电效应测试系统和方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现:机载天线雷电效应测试系统，其特征在于:包括雷击电流发生器，脉冲电压电流测量装置，飞弧放电棒，受试天线，铝板制试验箱体，屏蔽柜，光缆传输系统，所述铝板制试验箱体内装有模拟接受机，所述屏蔽柜内装有光接收机，示波器，所述光接收机与所述示波器相连，所述雷击电流发生器与飞弧放电棒连接，所述飞弧放电棒通过铜导线与受试天线连接，所述受试天线置于铝板制试验箱体上，所述受试天线的芯线通过同轴电缆与所述模拟接受机相连，所述模拟接收机与大地相连，所述脉冲电压电流测量装置用于测量所述受试天线和模拟接收机的输入、输出脉冲电压、电流信号并通过所述光缆传输系统将所述信号传输到所述光接收机中。所述的机载天线雷电效应测试系统，其特征在于:所述雷击电流发生器包括高压变压器，自耦变压器，高压硅堆，限流电阻，储能电容，气动控制装置，气体开关，调波电阻，所述自耦变压器与高压变压器连接，所述高压变压器依次连有高压硅堆、限流电阻，所述限流电阻还分别与储能电容、气体开关连接，所述气体开关还与调拨电阻连接，所述气体开关还连有气动控制装置；所述自耦变压器将工频电源电压从O逐渐升高，控制所述高压变压器进一步将电压升至100KV以上，经过所述高压硅堆和限流电阻给所述储能电容充电，当电压充到预定值时，由所述气动控制装置控制所述气体开关放气，所述储能电容的电荷经所述气体开关和调波电阻向所 述受试电线放电。所述的机载天线雷电效应测试系统，其特征在于:所述调波电阻由硫酸铜水溶液构成。所述的机载天线雷电效应测试系统，其特征在于:所述飞弧放电棒包括不锈钢圆棒和尼龙球，所述不锈钢圆棒与尼龙球连接，所述不锈钢圆棒与尼龙球连接处通过铜导线与所述受试天线连接，所述铜导线为直径不大于0.1mm的纤细铜导线。所述的机载天线雷电效应测试系统，其特征在于:还包括面板，所述面板置于所述铝板制试验箱体上，所述受试天线通过所述面板与所述铝板制试验箱体相连。所述的机载天线雷电效应测试系统，其特征在于:所述脉冲电压电流测量装置包括具有水阻分压器，第一光发射机用于测量所述受试天线电压的第一脉冲电压电流测量装置，具有第一罗氏线圈，第二光发射机用于测量所述受试天线电流的第二脉冲电压电流测量装置，具有第二罗氏线圈，第三光发射机用于测量所述模拟接收机共模电流的第三脉冲电压电流测量装置。所述的机载天线雷电效应测试系统，其特征在于:所述模拟接收机内装有负载。所述的机载天线雷电效应测试系统，其特征在于:所述脉冲电压电流测量装置包括具有高压探头，第四光发射机用于测量所述负载电压的第四脉冲电压电流测量装置。所述的机载天线雷电测试系统，其特征在于:还包括所述光缆传输系统，所述光缆传输系统包括光缆、光纤波导管，所述光缆通过所述光纤波导管穿出或穿入所述铝板制试验箱体和屏蔽柜，与所述光接收机相连，所述屏蔽柜装有电源滤波器并与大地相连。机载天线雷电效应测试方法，其特征在于:包括上述的机载天线雷电测试系统，还包括网络分析仪，具体包括以下步骤，(I)在对受试天线进行试验之前，用一根材料特性与受试天线相近的导电条替代受试天线，对机载天线雷电测试系统进行试运行，确定示波器输出波形符合试验要求，并预估测试电流的等级，如果波形不符合要求，通过调整调波电阻的硫酸铜溶液浓度进行调节，直到符合要求。(2)用网络分析仪测量受试天线的驻波比，记录驻波比后取下导电条换上受试天线。(3)雷击电流从小到大逐级试验；每一级电流试验时，在模拟接收机内分三种情况测试:A.接上50Ω负载，B.负载短路，C.负载开路；三种测试情况都测量受试天线的输入、输出脉冲电压电流。(4)在每一级电流试验后都检查受试天线是否有物理损伤，测量受试天线的驻波t匕，测量受试天线回路是否短路、开路，检查负载是否受损或者发生阻值变化相关的雷电效应现象，并作记录。(5)逐级增大雷击电流试验，直到出现雷电效应或者达到雷击电流发生器的最大电流，并记下最后试验的电流峰值。本专利技术机载天线雷电效应测试系统和方法与现有技术相比，具有以下有益效果:本专利技术机载雷电效应测试系统结构简单，便于实施，安全可靠，抗干扰能力强，采用光缆传输系统将脉冲电压电流测量装置所述输出的电压、电流信号传输给屏蔽柜中的光接收机，隔离了冲击雷电流对后续测量仪器的影响，提高安全性，并消除了用电缆传输信号所存在的电磁干扰，机载天线雷电效应测试方法安全可靠。雷击电流发生器中的调拨电阻由硫酸铜水溶液构成，当受试对象阻抗发生变化引起雷击波形不符合要求时，可以通过调整硫酸铜水溶液浓度来调整放电回路阻抗即可使雷击电流波形符合要求，调整非常方便快捷。增加了雷击受试天线时的输入电压测量，相当于测量了受试天线的残余电压，为进一步研究天线的雷击物理特性提供有效数据。【附图说明】图1为本专利技术的机载天线雷电效应测试系统的结构示意图。图2为本专利技术的机载天线雷电效应测试系统中雷击电流发生器的电路示意图。其中，1-雷击电流发生器，2-水阻分压器，3-第一罗氏线圈，4-飞弧放电棒，5-尼龙球，6-铜导线，7-受试天线，8-面板，9-铝板制试验箱体，10-模拟接收机，11-屏蔽柜，12-光接收机，13-示波器，14-第一光发射机，15-第一光缆，16-第二光发射机，17-第二光缆，18-第三光发射机，19-第三光缆，20-第四光发射机，21-第四光缆，22-高压探头，23-负载，24-第二罗氏线圈，25-光纤波导管，26-自耦变压器，27-高压变压器，28-高压硅堆，29-限流电阻，30-储能电容，31-气体开关，32-调拨电阻，33-气动控制装置。【具体实施方式】如图1所示，本专利技术机载天线雷电效应测试系统，包括雷击电流发生器1，飞弧放电棒4，受试天线7，铝板制试验箱体9，模拟接收机10，屏蔽柜11，示波器13，脉冲电压电流测试装置，模拟接受机10设置在铝板制试验箱体9内，屏蔽柜11内装有光接收机12，示波器13，光接收机12与示波器13相连，雷击电流发生器I与飞弧放电棒4连接，飞弧放电棒4通过铜导线6与受试天线7连接，受试天线7置于铝板制试验箱体9上，受试天线7的芯线通过同轴电缆与模拟接受机10相连，模拟接收机10与大地相连，给雷击放电构成放电回路，优选地招板制试验箱体9的尺寸为80cm*80cm*50cm,离本文档来自技高网...

【技术保护点】
机载天线雷电效应测试系统，其特征在于：包括雷击电流发生器，脉冲电压电流测量装置，飞弧放电棒，受试天线，铝板制试验箱体，屏蔽柜，光缆传输系统，所述铝板制试验箱体内装有模拟接受机，所述屏蔽柜内装有光接收机，示波器，所述光接收机与所述示波器相连，所述雷击电流发生器与飞弧放电棒连接，所述飞弧放电棒通过铜导线与受试天线连接，所述受试天线置于铝板制试验箱体上，所述受试天线的芯线通过同轴电缆与所述模拟接受机相连，所述模拟接收机与大地相连，所述脉冲电压电流测量装置用于测量所述受试天线和模拟接收机的输入、输出脉冲电压、电流信号并通过所述光缆传输系统将所述信号传输到所述光接收机中。

【技术特征摘要】
1.机载天线雷电效应测试系统，其特征在于:包括雷击电流发生器，脉冲电压电流测量装置，飞弧放电棒，受试天线，铝板制试验箱体，屏蔽柜，光缆传输系统，所述铝板制试验箱体内装有模拟接受机，所述屏蔽柜内装有光接收机，示波器，所述光接收机与所述示波器相连，所述雷击电流发生器与飞弧放电棒连接，所述飞弧放电棒通过铜导线与受试天线连接，所述受试天线置于铝板制试验箱体上，所述受试天线的芯线通过同轴电缆与所述模拟接受机相连，所述模拟接收机与大地相连，所述脉冲电压电流测量装置用于测量所述受试天线和模拟接收机的输入、输出脉冲电压、电流信号并通过所述光缆传输系统将所述信号传输到所述光接收机中。2.根据权利要求1所述的机载天线雷电效应测试系统，其特征在于:所述雷击电流发生器包括高压变压器，自耦变压器，高压硅堆，限流电阻，储能电容，气动控制装置，气体开关，调波电阻，所述自耦变压器与高压变压器连接，所述高压变压器依次连有高压硅堆、限流电阻，所述限流电阻还分别与储能电容、气体开关连接，所述气体开关还与调拨电阻连接，所述气体开关还连有气动控制装置； 所述自耦变压器将工频电源电压从O逐渐升高，控制所述高压变压器进一步将电压升至IOOKV以上，经过所述高压硅堆和限流电阻给所述储能电容充电，当电压充到预定值时，由所述气动控制装置控制所述气体开关放气，所述储能电容的电荷经所述气体开关和调波电阻向所述受试天线放电。3.根据权利要求2所述的机载天线雷电效应测试系统，其特征在于:所述调波电阻由硫酸铜水溶液构成。4.根据权利要求1所述的机载天线雷电效应测试系统，其特征在于:所述飞弧放电棒包括不锈钢圆棒和尼龙球，所述不锈钢圆棒与尼龙球连接，所述不锈钢圆棒与尼龙球连接处通过铜导线与所述受试天线连接，所述铜导线为直径不大于0.1mm的纤细铜导线。5.根据权利要求1所述的机载天线雷电效应测试系统，其特征在于:还包括面板，所述面板置于所述铝板制试验箱体上，所述受试天线通过所述面板与所述铝板制试验箱体相连。6.根据权利要求1所述的机载天线雷电效应测试系...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵忠义，张德强，
申请(专利权)人：辽宁工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21