專利名稱：電子信息裝備抗強射頻干擾門限值確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電磁兼容性研究領(lǐng)域，具體涉及一種用于電子信息裝備抗強射頻干擾門限值的確定方法。
背景技術(shù)：
隨著電子、電氣、計算機、控制技術(shù)的迅速發(fā)展，艦船、潛艇或其他大型武器平臺上電子信息裝備所面臨的電磁環(huán)境變得愈來愈復雜，也越來越惡劣。為保護電子信息裝備的正常工作，充分發(fā)揮其戰(zhàn)績性能，需要對其所處的電磁環(huán)境規(guī)定限值，控制相應(yīng)發(fā)射器的輻射場強，這一限值的規(guī)定與電子信息裝備的抗干擾門限值緊密相關(guān)。
由于強射頻實驗室模擬技術(shù)以及測試技術(shù)的制約，幾乎無法完成電子信息裝備強射頻環(huán)境的試驗室構(gòu)建以及該環(huán)境下裝備的敏感響應(yīng)的測試，也就無法獲得其抗強射頻干擾門限值。例如美軍標MIL-STD-464A《系統(tǒng)電磁環(huán)境效應(yīng)要求》規(guī)定的艦船電磁環(huán)境(EME)平均值最大達1760V/m(8G-14G)，峰值場強最大值為27460V/m(2.7G-3.6G)。這些電平都遠高于目前實驗能夠測試的水平，用傳統(tǒng)方法進行裝備抗干擾門限值測試已經(jīng)很難滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種電子信息裝備抗強射頻干擾門限值的方法，在現(xiàn)有實驗室條件不能模擬強射頻環(huán)境的情況下，能夠準確的確定電子信息裝備抗強射頻干擾門限值。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為
電子信息裝備抗強射頻干擾門限值的方法，其特征在于它包括以下幾個步驟-步驟l、確定待測裝備的工作性能參量；
步驟2、分別進行"前門"耦合試驗和"后門"耦合試驗，在每個試驗中頻率一定的時候測試干擾途徑與待測裝備性能參量的對應(yīng)關(guān)系，畫出對應(yīng)關(guān)系曲線，并依曲線建立場強與待測裝備性能參量之間的影響關(guān)系式；
步驟3、將步驟2得出的同一頻率下"前門"耦合試驗的影響關(guān)系式與"后門"耦合試驗的影響關(guān)系式疊加，計算出此頻率下的抗強射頻干擾門限值。
按上述方案，所述的"前門"耦合試驗是在待測裝備的輸入端輸入固定頻率的信號，用頻譜分析儀檢測待測裝備輸出端信號，不斷調(diào)節(jié)輸入信號功率，得出此固定頻率下輸入信號功率與輸出參量的對應(yīng)關(guān)系，采用最小二乘法得到場強與待測裝備性能參量之間的關(guān)系式，即為"前門"耦合對待測裝備性能參量的影響關(guān)系式。
按上述方案，繼續(xù)調(diào)節(jié)信號功率使得輸出信號功率不再增加，此時的待測裝備性能參量代入到疊加后的影響關(guān)系式，得出的場強值即為抗強射頻干擾門限值。
按上述方案，所述的"后門"耦合試驗是將待測裝備置于混響室的測試區(qū)，保持開機狀態(tài)并取下接收裝置，其輸出端通過電纜接入頻譜分析儀；混響室內(nèi)設(shè)有一副發(fā)射天線，通過定向耦合器和功率放大器與信號源相聯(lián)接；信號源發(fā)出固定頻率的信號并不斷調(diào)節(jié)施加到發(fā)射天線的信號功率，功率計監(jiān)測輸入到發(fā)射天線的功率值；場強計通過光纖與混響室內(nèi)的電場探頭相聯(lián)接，測量混響室內(nèi)的電場強度；信號源、功率放大器、功率計、頻譜分析儀和場強計分別與GPIB總線相聯(lián)接；得出此固定頻率下場強與待測裝備性能參量的對應(yīng)關(guān)系，采用最小二乘法得到場強與待測裝備性能參量之間的關(guān)系式，即為"后門"耦合對待測裝備性能參量的影響關(guān)系式。
按上述方案，在不同的頻率下重復步驟1至步驟3，得到各頻率下的抗強射頻干擾門限值。
本發(fā)明的工作原理為通過獲得小信號、低場強環(huán)境下電子信息裝備的響應(yīng)規(guī)律，來外推強射頻環(huán)境下的響應(yīng)情況，并根據(jù)裝備的性能參數(shù)來確定抗干擾門限值。
本發(fā)明的有益效果為1、在現(xiàn)有實驗室條件不能模擬強射頻環(huán)境的情況下，能夠準確的確定電子信息裝備抗強射頻干擾門限值；2、為設(shè)備的電磁兼容性能考核及相應(yīng)國軍標的制定提供方法；3、方法簡單，易操作。


圖1為本發(fā)明一個實施例的流程圖
圖2為"后門"耦合試驗配置圖
圖3為"前門"耦合試驗配置圖
圖4為接收機中頻響應(yīng)隨場強變化的曲線
圖5為接收機不同輸入信號下的中頻響應(yīng)
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明，圖1為本發(fā)明一個實施例的流程圖，本實施例受試對象為EMC-30接收機，其測試頻率范圍為9kHz ~ lGHz，有多個衰減檔位。
步驟一，確定EMC-30接收機的工作性能參量。工作性能參量為該裝備最重要的工作性能參數(shù)(如誤碼率、信噪比、響應(yīng)電壓/電流等)及其允許值，有些工作性能參量限值是約定俗成或有行業(yè)標準規(guī)定的，有些則需要根據(jù)具體應(yīng)用場合，由采購方和使用方規(guī)定。本實施例中EMC-30接收機的工作性能參量為中頻響應(yīng)電壓，規(guī)定響應(yīng)幅度不再變化(前面板中的幅度指示滿偏)為其抗干擾門限值。
步驟二，分別進行"前門"耦合試驗和"后門"耦合試驗，建立"前門"耦合和"后門"耦合對待測裝備性能參量的影響關(guān)系式。電子信息設(shè)備存在的干擾途徑，可分為"前門"耦合和"后門"耦合兩大類。"前門"耦合指對設(shè)備或系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾途徑是通過設(shè)備或系統(tǒng)的正常輸入通道進入的，如天線；"后門"耦合指對設(shè)備或系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾途徑是通過設(shè)備或系統(tǒng)的非正常輸入通道進入的，如電源線、控制線、孔縫等。因此，只需要分別建立"前門"耦合和"后門"耦合對待測裝備性能參量的影響關(guān)系式，然后進行疊加，就可以推導出所有干擾途徑對待測裝備性能參量的影響關(guān)系式
分別進行了兩個試驗，其中第一個試驗建立"后門"耦合千擾與接收機中頻響應(yīng)電壓的關(guān)系。其試驗的配置圖如圖2所示，將接收機EMC-30放入混響室的測試區(qū)中，保持開機狀態(tài)，并將其接收天線取下，衰減值設(shè)為20dB， EMC-30接收機的中頻輸出信號通過電纜接入頻譜分析儀。發(fā)射天線為對數(shù)周期天線，功率計監(jiān)測輸入到天線的功率值，場強計通過光纖測量混響室內(nèi)的電場強度?；祉懯覂?nèi)設(shè)有一副發(fā)射天線，通過定向耦合器和功率放大器與信號源相聯(lián)接；信號源發(fā)出固定頻率的信號并不斷調(diào)節(jié)施加到發(fā)射天線的信號功率，功率計監(jiān)測輸入到發(fā)射天線的功率值；場強計通過光纖與混響室內(nèi)的電場探頭相聯(lián)接，測量混響室內(nèi)的電場強度；信號源、功率放大器、功率計、頻譜分析儀和場強計分別與GPIB總線相聯(lián)接。經(jīng)信號源發(fā)出的頻率固定為800MHz，不斷改變施加到天線上的信號功率，此時接收機感應(yīng)電壓隨場強變化的曲線如圖4所示。采用最小二乘法得到該頻率下"后門"耦合干擾與中頻感應(yīng)電壓(均值)的關(guān)系式為
K cl = (0.02843￡ + 0.003276) x l(T3 (1)
式中K^為"后門"耦合的中頻電壓，￡為場強。
第二個試驗建立"前門"耦合干擾與接收機中頻響應(yīng)電壓的關(guān)系，其試驗的配置圖如圖3所示。將EMC-30接收機的頻率輸入范圍置為500MHz 1000MHz。從接收機射頻輸入口(接收天線輸入口)注入單頻信號/^800MHz，用頻譜分析儀檢測接收機的中頻輸出，不斷調(diào)節(jié)信號幅度。接收機衰減值分別設(shè)為40dB和20dB時輸入信號功率和接收機中頻輸出信號功率的對應(yīng)曲線如圖5所示，從圖可知，接收機衰減值設(shè)為20dB時中頻感應(yīng)電壓的最大響應(yīng)為-20dBm，而接收機衰減值設(shè)為40dBm時中頻感應(yīng)電壓的最大響應(yīng)為OdBm，兩個敏感閾值正好相差20dBm。此試驗說明，對于具有線性響應(yīng)(或有擬合關(guān)系式)的系統(tǒng)，可以根據(jù)小信號輸入時的響應(yīng)關(guān)系來外推大信號(高場強)輸入時的響應(yīng)及限值。采用最小二乘法得到衰減值20dB時"前門"耦合與中頻感應(yīng)電壓的關(guān)系式為F| c2 = 0.3829^ -1.8829x l(T3 (2)式中Kw為"前門"耦合的中頻電壓，^為接收天線電壓。
從接收機規(guī)格書知此頻段配套的接收天線為對數(shù)螺旋天線，800MHz時其天線因子為26dB，由天線因子的定義得
K" = ~^~ (3)'"19.9526
步驟四，將方程(1)與方程(2)疊加，再將方程(3)代入疊加后的方程，計算出頻率為800MHz時接收機的抗強射頻干擾門限值。
F = (19.2189E-1.8796) x l(T3 (4)
從圖5可知接收機衰減值為20dB時的中頻響應(yīng)電壓最大值為7.07946mV，代入方程(4)便可以計算出此時的場強即抗強射頻干擾限值為0.5V/m，那么衰減值置為40dB時的抗強射頻干擾限值近似為50V/m，衰減值置為60dB時的抗強射頻干擾限值近似為500V/m。
在其它頻率上重復以上步驟，便可以獲得EMC-30接收機整個工作頻段上的抗強射頻干擾限值。
權(quán)利要求
1、電子信息裝備抗強射頻干擾門限值的方法，其特征在于它包括以下幾個步驟步驟1、確定待測裝備的工作性能參量；步驟2、分別進行“前門”耦合試驗和“后門”耦合試驗，在每個試驗中頻率一定的時候測試干擾途徑與待測裝備性能參量的對應(yīng)關(guān)系，畫出對應(yīng)關(guān)系曲線，并依曲線建立場強與待測裝備性能參量之間的影響關(guān)系式；步驟3、將步驟2得出的同一頻率下“前門”耦合試驗的影響關(guān)系式與“后門”耦合試驗的影響關(guān)系式疊加，計算出此頻率下的抗強射頻干擾門限值。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子信息裝備抗強射頻干擾門限值的方法，其特征在于所述的"前門"耦合試驗是在待測裝備的輸入端輸入固定頻率的信號，用頻譜分析儀檢測待測裝備輸出端信號，不斷調(diào)節(jié)輸入信號功率，得出此固定頻率下輸入信號功率與輸出參量的對應(yīng)關(guān)系，釆用最小二乘法得到場強與待測裝備性能參量之間的關(guān)系式，即為"前門"耦合對待測裝備性能參量的影響關(guān)系式。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子信息裝備抗強射頻干擾門限值的方法，其特征在于繼續(xù)調(diào)節(jié)信號功率使得輸出信號功率不再增加，此時的待測裝備性能參量代入到疊加后的影響關(guān)系式，得出的場強值即為抗強射頻干擾門限值。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子信息裝備抗強射頻干擾門限值的方法，其特征在于所述的"后門"耦合試驗是將待測裝備置于混響室的測試區(qū)，保持開機狀態(tài)并取下接收裝置，其輸出端通過電纜接入頻譜分析儀；混響室內(nèi)設(shè)有一副發(fā)射天線，通過定向耦合器和功率放大器與信號源相聯(lián)接；信號源發(fā)出固定頻率的信號并不斷調(diào)節(jié)施加到發(fā)射天線的信號功率，功率計監(jiān)測輸入到發(fā)射天線的功率值；場強計通過光纖與混響室內(nèi)的電場探頭相聯(lián)接，測量混響室內(nèi)的電場強度；信號源、功率放大器、功率計、頻譜分析儀和場強計分別與GPIB總線相聯(lián)接；得出此固定頻率下場強與待測裝備性能參量的對應(yīng)關(guān)系，采用最小二乘法得到場強與待測裝備性能參量之間的關(guān)系式，即為"后門"耦合對待測裝備性能參量的影響關(guān)系式。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的電子信息裝備抗強射頻干擾門限值的方法，其特征在于在不同的頻率下重復步驟1至步驟3，得到各頻率下的抗強射頻干擾門限值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電子信息裝備抗強射頻干擾門限值的方法，通過試驗的方法獲得小信號、低場強環(huán)境下電子信息裝備的響應(yīng)規(guī)律，來外推強射頻環(huán)境下的響應(yīng)情況，并根據(jù)裝備的性能參數(shù)來確定抗干擾門限值。本發(fā)明在現(xiàn)有實驗室條件不能模擬強射頻環(huán)境的情況下能夠準確的確定電子信息裝備抗強射頻干擾門限值，為設(shè)備的電磁兼容性能考核及相應(yīng)國軍標的制定提供方法，并且方法簡單，易操作。
文檔編號G01R29/08GK101661061SQ20091027212
公開日2010年3月3日 申請日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者侯冬云, 菁 喻, 崎 張, 方重華, 易學勤, 謝大剛, 輝 譚 申請人:中國艦船研究設(shè)計中心