用于辐射敏感度快速测试的混响室多馈源空间合成方法技术

本发明专利技术公开了一种用于辐射敏感度快速测试的混响室多馈源空间合成方法，包括：1)将N路激励天线布置在电磁混响室中；2)将N路放大器与N路激励天线连接；3)将信号发生器、N路功分器、N路信号调制器及N路放大器依次连接；4)控制N路放大器生成N路随机激励信号，并通过N路激励天线辐射至混响室中产生均匀电磁环境；5)将被试设备置于混响室工作区，控制工作区场强至预设目标，获取N路放大器激励电平；6)改变测试频率，重复步骤5；7)打开被试设备处于工作状态进行辐射敏感度测试；8)改变测试频率，重复步骤7，至完成所有频点测试。本发明专利技术可用于飞机设备或系统高场强环境下辐射敏感度的快速测试，达到测试场强要求。

【技术实现步骤摘要】
用于辐射敏感度快速测试的混响室多馈源空间合成方法
本专利技术涉及一种用于辐射敏感度快速测试的混响室多馈源空间合成方法，尤其适用于机载设备与系统辐射敏感度的快速测试，并适用于高场强要求的辐射敏感度试验系统构建。
技术介绍
现代飞机不断遭受高强度辐射场环境影响。为确保安全，需进行飞机电子电气设备和系统的辐射敏感性试验验证。然而随外部高强辐射场环境的不断恶劣化，以及碳纤维复合材料在飞机上的广泛应用，飞机内部高强辐射场环境越发严重，对试验提出了更高要求。由于宽带大功率功放的技术限制，常规手段如微波暗室面临着测试场强低的问题，而机械式搅拌混响室尽管可一定程度提高测试场强，但针对飞机上大量机载设备或系统的测试，则仍存在着测试速度慢和场强低的问题。相比微波暗室，机械搅拌式混响室充分利用搅拌器搅拌电磁波在混响室内的反射，能模拟电磁波均匀、各向同性和随机极化的分布和传播，提供电磁兼容测试所需的理想电磁环境，且大幅提高混响室功率利用效率和测试区场强。然而，采用搅拌器搅拌电磁波反射，搅拌器转动会影响测试时间，进而限制测试速度；同时广泛采用单天线注入功率的方法所能提供的测试场强也非常有限。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种用于辐射敏感度快速测试的混响室多馈源空间合成方法，以期能用于飞机机载设备或系统高场强环境下辐射敏感度的快速测试，一方面解决机械搅拌器转动测试速度慢的问题，另一方面解决单幅天线注入功率低导致场强不足的问题，从而达到飞机高强辐射场辐射敏感度测试要求。为解决上述问题，本专利技术的技术方案是：本专利技术一种用于辐射敏感度快速测试的混响室多馈源空间合成方法的特点是应用于混由N路激励天线、电磁混响室、混响室的工作区、射频电缆或波导、信号发生器、N路功分器、N路信号调制器、N路功率放大器、场强探头或接受天线、被试设备或系统所组成的响室多馈源空间合成系统中，所述混响室多馈源空间合成方法包括以下步骤：步骤1：将所述N路激励天线按非对称方式布置于电磁混响室的四周或拐角；并使得N路激励天线指向所述电磁混响室的四角位置，同时各路激励天线距所述电磁混响室的壁面大于四分之一波长的距离；令各路激励天线的极化成随机组合布置，N≥6；在所述电磁混响室的中心位置处设置一长方体的工作区，且所述工作区的边界距所述各激励天线和所述电磁混响室壁面至少大于最低频率的四分之一波长的距离；步骤2：将所述电磁混响室外的N路放大器的输出端穿过所述电磁混响室壁面上预留的接口，并通过所述射频电缆或波导与N路激励天线相连接，从而对N路激励天线进行馈电；步骤3：采用射频电缆或波导依次将信号发生器、N路功分器、N路信号调制器及N路放大器相连接；步骤4、采用所述信号发生器与N路功分器生成M组N路单位幅值的随机激励信号x后，利用式(1)计算M组N路激励天线的激励信号向量a：a＝(HHH)-1/2x(1)式(1)中，H为所述电磁混响室工作区顶点及中心点处的激励—场强传递函数；HH为H的转置矩阵；采用激励信号向量a的幅角对所述N路信号调制器进行相移控制后，再利用激励信号向量a的幅值对所述N路放大器进行增益控制，从而依次产生M组N路的激励信号向量a；接着将所述激励信号向量a通过N路激励天线辐射至所述电磁混响室中进行N路辐射场的空间合成和M组信号的连续搅拌，从而在电磁混响室中模拟统计均匀的电磁测试环境；步骤5：将被试设备或系统置于所述电磁混响室的工作区内，通过场强探头或接受天线测量所述工作区内的场强，并依据预设目标调节所述N路放大器的激励电平和输出功率，从而控制所述工作区场强至所述预设目标，以实现场强的校准，并同步确定激励电平；步骤6：改变激励信号向量a的测试频率，并重复步骤5的场强校准过程，并确定相应测试频率对应的激励电平；步骤7：打开所述被试设备或系统使其处于带电工作状态，依据步骤5和步骤6确定的任一测试频率下的激励电平，控制所述N路放大器的输出功率，以使得所述电磁混响室的工作区场强满足试验要求；再对被试设备或系统进行辐射敏感度测试，以判断所述被试设备或系统是否受到电磁干扰影响；步骤8：改变所述步骤7中的测试频率，并重复步骤7的试验过程，至完成所有频点的测试。本专利技术所述的混响室多馈源空间合成方法的特点也在于，按照以下步骤达到最佳电磁环境均匀性能：步骤A：将所述N路激励天线中的4幅天线按非对称方式布置于与所述电磁混响室任意一壁面靠近的四个拐角位置处；步骤B：若N不大于8，则先将剩余天线布置于与步骤A所确定的电磁混响室壁面相对的另一壁面的拐角位置，再将各剩余天线沿与其所靠近电磁混响室(2)壁面垂直的任意一棱边方向平行朝内移动四分之一波长距离：若N大于8，将N-8个剩余天线按尽可能地分散和非对称的方式布置于所述电磁混响室的四周；步骤C：将所述N路激励天线指向所述电磁混响室的四角位置，同时各路激励天线距所述电磁混响室的壁面大于四分之一波长的距离；步骤D：按任意组合方式以3个为一组对所述N路激励天线分组，将各组内天线极化按相互正交并平行于所述混响室工作区棱边的方式布置，随机选取各组内天线的平行方向；步骤E：按步骤D所确定的分组，在四分之一波长范围内微调各组内的天线位置，使得HHH对角化程度最高，以对应的天线布置作为所述N路激励天线的最佳布置位置。与已有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术通过在电磁混响室引入适当布局和布置的N路激励天线并注入合适调制的随机射频信号的方法，在混响室中进行辐射场空间合成和场型分布搅拌，可模拟产生统计均匀的电磁环境，并提高混响室工作区场均匀性；2、本专利技术通过控制N路激励天线信号调制和空间合成，快速控制混响室场强分布和试验测试，可实现混响室场分布控制的电子式搅拌，避免了使用机械搅拌器进行搅拌转动慢、测试效率低的缺点，可大幅提高混响室辐射敏感度测试的速度；3、本专利技术采用N路放大器和天线注入辐射功率，可降低对单幅放大器的功率要求，克服了放大器功率瓶颈，大幅提高了混响室工作区场强，可达到高场强环境的测试要求。附图说明图1为本专利技术的测试流程图；图2为本专利技术多馈源天线布置原理图；图3为本专利技术测试系统结构原理图(电磁混响室内部结构仅为示意)；图中标号，1N路激励天线(以N＝8示意)、2电磁混响室、3工作区(边界)、4射频电缆或波导(多路)、5信号发生器、6N路功分器、7N路信号调制器、8N路功率放大器、9控制计算机或电子控制系统、10测控软件、11信号产生控制模块、12功放控制模块、13场强探头或接受天线、14场强数据记录模块、15被试设备或系统、16测试台面。具体实施方式本实施例中，一种用于辐射敏感度快速测试的混响室多馈源空间合成方法，如图3所示，是应用于混由N路激励天线1、电磁混响室2、混响室的工作区3、射频电缆或波导4、信号发生器5、N路功分器6、N路信号调制器7、N路功率放大器8、场强探头或接受天线13本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于辐射敏感度快速测试的混响室多馈源空间合成方法，其特征是应用于混由N路激励天线(1)、电磁混响室(2)、混响室的工作区(3)、射频电缆或波导(4)、信号发生器(5)、N路功分器(6)、N路信号调制器(7)、N路功率放大器(8)、场强探头或接受天线(13)、被试设备或系统(15)所组成的响室多馈源空间合成系统中，所述混响室多馈源空间合成方法包括以下步骤：/n步骤1：将所述N路激励天线(1)按非对称方式布置于电磁混响室(2)的四周或拐角；并使得N路激励天线(1)指向所述电磁混响室(2)的四角位置，同时各路激励天线距所述电磁混响室(2)的壁面大于四分之一波长的距离；令各路激励天线(1)的极化成随机组合布置，N≥6；/n在所述电磁混响室(2)的中心位置处设置一长方体的工作区(3)，且所述工作区(3)的边界距所述各激励天线和所述电磁混响室(2)壁面至少大于最低频率的四分之一波长的距离；/n步骤2：将所述电磁混响室(2)外的N路放大器(8)的输出端穿过所述电磁混响室(2)壁面上预留的接口，并通过所述射频电缆或波导(4)与N路激励天线(1)相连接，从而对N路激励天线(1)进行馈电；/n步骤3：采用射频电缆或波导(4)依次将信号发生器(5)、N路功分器(6)、N路信号调制器(7)及N路放大器(8)相连接；/n步骤4、采用所述信号发生器(5)与N路功分器(6)生成M组N路单位幅值的随机激励信号x后，利用式(1)计算M组N路激励天线(1)的激励信号向量a：/na＝(H...

【技术特征摘要】
1.一种用于辐射敏感度快速测试的混响室多馈源空间合成方法，其特征是应用于混由N路激励天线(1)、电磁混响室(2)、混响室的工作区(3)、射频电缆或波导(4)、信号发生器(5)、N路功分器(6)、N路信号调制器(7)、N路功率放大器(8)、场强探头或接受天线(13)、被试设备或系统(15)所组成的响室多馈源空间合成系统中，所述混响室多馈源空间合成方法包括以下步骤：
步骤1：将所述N路激励天线(1)按非对称方式布置于电磁混响室(2)的四周或拐角；并使得N路激励天线(1)指向所述电磁混响室(2)的四角位置，同时各路激励天线距所述电磁混响室(2)的壁面大于四分之一波长的距离；令各路激励天线(1)的极化成随机组合布置，N≥6；
在所述电磁混响室(2)的中心位置处设置一长方体的工作区(3)，且所述工作区(3)的边界距所述各激励天线和所述电磁混响室(2)壁面至少大于最低频率的四分之一波长的距离；
步骤2：将所述电磁混响室(2)外的N路放大器(8)的输出端穿过所述电磁混响室(2)壁面上预留的接口，并通过所述射频电缆或波导(4)与N路激励天线(1)相连接，从而对N路激励天线(1)进行馈电；
步骤3：采用射频电缆或波导(4)依次将信号发生器(5)、N路功分器(6)、N路信号调制器(7)及N路放大器(8)相连接；
步骤4、采用所述信号发生器(5)与N路功分器(6)生成M组N路单位幅值的随机激励信号x后，利用式(1)计算M组N路激励天线(1)的激励信号向量a：
a＝(HHH)-1/2x(1)
式(1)中，H为所述电磁混响室工作区(3)顶点及中心点处的激励—场强传递函数；HH为H的转置矩阵；
采用激励信号向量a的幅角对所述N路信号调制器(7)进行相移控制后，再利用激励信号向量a的幅值对所述N路放大器(8)进行增益控制，从而依次产生M组N路的激励信号向量a；接着将所述激励信号向量a通过N路激励天线(1)辐射至所述电磁混响室(2)中进行N路辐射场的空间合成和M组信号的连续搅拌，从而在电磁混响室(2)中模拟统计均匀的电磁测试环境；
步骤5：将被试设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇善良，段泽民，孙国庆，司晓亮，李志宝，
申请(专利权)人：合肥航太电物理技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34