天启星座通信载荷EMC分析模型及EMC特性改进方法技术

本发明专利技术提供了一种天启星座通信载荷EMC分析模型及EMC特性改进方法，包括：针对载荷辐射骚扰，建立天启卫星载荷的EMC分析模型，所述EMC分析模型包括载荷舱、布置在载荷舱内载荷结构舱、以及连接至载荷结构舱的载荷天线，并且设定参数；根据载荷EMC分析模型，确定理想情况下载荷接收通道的噪底；确定所述噪底经辐射耦合回载荷天线的干扰；确定实际载荷接收通道噪底。通过减小载荷天线与载荷之间同轴射频电缆传导系数、载荷通道增益、DCS载荷对星体干扰信号的辐射系数、星体对载荷天线干扰信号的辐射系数中的一个或多个，以及通过增大载荷结构舱的屏蔽系数和/或星体载荷舱的屏蔽系数，以提升EMC特性，从而大大提高载荷的可靠性和安全性。全性。全性。

【技术实现步骤摘要】
天启星座通信载荷EMC分析模型及EMC特性改进方法


[0001]本专利技术涉及卫星通信领域，具体涉及一种天启星座通信载荷EMC(Electromagnetic Compatibility，简称EMC)分析模型及EMC特性改进方法。

技术介绍

[0002]卫星物联网的通信频率主要工作在VHF频段(30MHz～300MHz，波长1m～10m)和UHF频段(300MHz～3GHz，波长1m～0.1m)，但是上下行频段受到的干扰很多，主要表现为噪底抬高和大功率突发干扰。
[0003]天启卫星作为物联网卫星，同样具有发射功率低，接收信号信噪比低，通信链路电平余量少等特点。近年来，随着军事用频装备和民用无线电设备与系统的快速增多，太空在轨卫星的电磁环境呈现日益复杂化的态势，电磁自扰、互扰等不兼容问题逐渐增多，对天启卫星及其载荷提出了更高的电磁兼容要求。
[0004]另一方面，随着现代科技的快速发展，大规模集成电路的涌现，采用的电气和电子设备的数量不断增多，电子设备也越来越趋于集成化、微型化、网络化。快速发展也带来了很多负面影响，电磁干扰就是问题之一。大量的电子设备在相同的电磁环境下工作，频带越来越宽，功率越来越大，灵敏度也不断提高，联接设备的电缆网络也越来越复杂，因此电磁兼容问题越发严重。电磁兼容学科的范围非常广泛，卫星物联网领域在电磁兼容研究方面还只是处于起步阶段。
[0005]电磁兼容(Electromagnetic Compatibility)，简称EMC，是研究在相同的电磁环境情况下，电子设备共同工作而不发生性能影响的科学。另外一种定义是“设备和系统在其电磁环境中能正常工作且不对环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力”。该定义包含两个方面的意思，首先，该设备应能在一定的电磁环境下正常工作，即该设备应具备一定的电磁抗扰度(EMS)；其次，该设备自身产生的电磁骚扰不能对其他电子产品产生过大的影响，即电磁骚扰(EMI)。要提高电子设备电磁兼容性不仅需要提高设备的电磁兼容抗扰度，还要降低电子设备的电磁骚扰度。
[0006]电磁兼容已经成为现代电子技术中十分重要的一门学科，而且接下来电磁兼容还会更加迅速地发展。有些国家还建立了专门针对军用和民用品电磁兼容检验管理的机构，电磁兼容标准也已经成为发达国家限制进口产品的一道坚固的技术壁垒。
[0007]此外，实践也证明，如果在产品设计开发和生产阶段就解决电磁兼容问题，从电路的设计到元器件的选择，都将电磁干扰的可能考虑进去，从系统内部来提高整体的抗扰能力，将大大降低产品设计定型甚至批量生产后的改进成本。因此，不断提高天启星座DCS(Data Collection System，数据收集系统)载荷的电磁兼容性已经成为刻不容缓的任务。天启卫星在轨通信过程中出现的一些问题也需要研究并解决相关的电磁兼容问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种天启星座
通信载荷EMC分析模型及EMC特性改进方法。
[0009]根据本专利技术，提供了一种天启星座通信载荷EMC分析模型及EMC特性改进方法，包括：
[0010]针对载荷辐射骚扰，建立天启卫星载荷的EMC分析模型，所述EMC分析模型包括载荷舱、布置在载荷舱内载荷结构舱、以及连接至载荷结构舱的载荷天线，并且设定如下参数：
[0011]R0:外部进入载荷天线的自然噪声及干扰信号；
[0012]C：载荷天线与载荷之间同轴射频电缆传导系数；
[0013]G：载荷通道增益；
[0014]R
d
：DCS载荷对星体干扰信号的辐射系数；
[0015]R
s
：星体对载荷天线干扰信号的辐射系数；
[0016]E
d
：载荷结构舱的屏蔽系数，
[0017]E
s
：星体载荷舱的屏蔽系数；
[0018]根据载荷EMC分析模型，确定理想情况下载荷接收通道的噪底N0为：N0＝R0+C+G(为便于计算，单位取分贝，即dB)；
[0019]确定所述噪底经辐射耦合回载荷天线的干扰为：
[0020]N1＝[(N0‑
E
d
)*R
d
‑
E
s
]*R
s
+C+G；
[0021]同理有：N
i
＝[(N
i
‑1‑
E
d
)*R
d
‑
E
s
]*R
s
+C+G，
[0022]其中：i为自然数，N
i
为第i次经辐射耦合回载荷天线的干扰。
[0023]因此，确定实际载荷接收通道噪底为：
[0024][0025]优选地，通过减小载荷天线与载荷之间同轴射频电缆传导系数C、载荷通道增益G、DCS载荷对星体干扰信号的辐射系数Rd、星体对载荷天线干扰信号的辐射系数Rs以改善EMC特性。
[0026]优选地，通过增大Ed载荷结构舱的屏蔽系数和星体载荷舱的屏蔽系数Es以提升EMC特性。
[0027]优选地，载荷天线与载荷之间同轴射频电缆传导系数是固定值。
[0028]优选地，通过在载荷舱内部贴吸波材料减小DCS载荷对星体干扰信号的辐射系数。
[0029]优选地，通过增加屏蔽材料的方式增大载荷结构舱的屏蔽系数。
[0030]优选地，通过增加屏蔽材料的方式增大星体载荷舱的屏蔽系数。
[0031]优选地，通过对载荷接插件缝隙、结构缝隙使用屏蔽材料进行包裹以提升EMC特性。
[0032]优选地，通过对载荷供电线及数据线进行屏蔽处理以提升EMC特性。
[0033]优选地，通过对卫星载荷舱舱板上穿线缆的孔使用屏蔽材料进行包裹以提升EMC特性。
附图说明
[0034]结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本专利技术有更完整的理解
并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：
[0035]图1示意性地示出了根据本专利技术优选实施例采用的EMC分析模型示例。
[0036]图2示意性地示出了根据本专利技术优选实施例采用的DCS载荷EMC测试连接框图。
[0037]图3示意性地示出了根据本专利技术优选实施例EMC特性改进措施实施前测试得到的240MHz频谱(噪底为
‑
95dBm)。
[0038]图4示意性地示出了根据本专利技术优选实施例EMC特性改进措施实施后测试得到的240MHz频谱(噪底为
‑
115dBm)。
[0039]需要说明的是，附图用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
具体实施方式
[0040]为了使本专利技术的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本专利技术的内容进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天启星座通信载荷EMC分析模型及EMC特性改进方法，其特征在于包括：针对载荷辐射骚扰，建立天启卫星载荷的EMC分析模型，所述EMC分析模型包括载荷舱、布置在载荷舱内载荷结构舱、以及连接至载荷结构舱的载荷天线，并且设定如下参数：R0:外部进入载荷天线的自然噪声及干扰信号；C：载荷天线与载荷之间同轴射频电缆传导系数；G：载荷通道增益；R
d
：DCS载荷对星体干扰信号的辐射系数；R
s
：星体对载荷天线干扰信号的辐射系数；E
d
：载荷结构舱的屏蔽系数，E
s
：星体载荷舱的屏蔽系数；根据载荷EMC分析模型，确定理想情况下载荷接收通道的噪底N0为：N0＝R0+C+G；(为便于计算，单位取分贝，即dB)确定所述噪底经辐射耦合回载荷天线的干扰为：N1＝[(N0‑
E
d
)*R
d
‑
E
s
]*R
s
+C+G；同理有：N
i
＝[(N
i
‑1‑
E
d
)*R
d
‑
E
s
]*R
s
+C+G，其中：i为自然数，N
i
为第i次经辐射耦合回载荷天线的干扰。因此，确定实际载荷接收通道噪底为：2.根据权利要求1所述的天启星座通信载荷EMC分析模型及EMC特性改进方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑爱武，吕强，
申请(专利权)人：北京国电高科科技有限公司，
类型：发明
国别省市：