大口径射电望远镜电磁兼容控制方法

大口径射电望远镜具有极高的系统灵敏度,其建设及运行过程将引入各类电子设备,电磁干扰的有效控制是射电望远镜科学产出的重要保证.本文结合射电天文台址电子设备电磁兼容性要求,分析了现有射电天文领域及其他领域电子设备的主要电磁兼容评估标准及存在的不足,考虑到工程实施的可行性,提出大口径射电望远镜电磁兼容控制方法,涉及台址电子设备所在位置干扰电平限值量化方法、电子设备电磁兼容测量方法和测量要求、屏蔽效能测量方法及测量要求、电子设备电磁兼容控制流程等.该电磁兼容控制方法计划应用于新疆奇台拟建的110 m全向可动射电望远镜(Qi Tai Radio Telescope, QTT),确保QTT拥有良好的电磁兼容性.     

电磁兼容10米法半电波暗室的建造

介绍了用于电子电气产品电磁兼容性测试的半电波暗室,以华南国家计量测试中心的10米法半电波暗室建造为例,全面阐述了10米法电磁兼容半电波暗室的建造及其注意事项。     

照明设备电磁辐射骚扰电波暗室法与吸收钳测量法的关系研究

正引言照明设备除了光学、安全等方面的基本性能测试外,重要的一项测试就是电磁兼容性(EMC)测试,其中电磁辐射骚扰是电磁兼容所要考察的最重要的内容之一,辐射骚扰是电子电气设备自身所产生并以电磁波的形式通过空间传播形成的电磁骚扰。而电波暗室法是被公认的最有代表性、最符合实际情况的电磁辐射骚扰的测量方法。对于照明设备产品,GB/T17743《电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法》给出了辐射骚扰的两种测试方法,即电波暗室法和     

半电波暗室低频场均匀性研究

现行的CISPR、ANSI等标准中,只提供了30 MHz以上的半电波暗室性能评估方法。然而,随着工作在30 MHz以下的电气设备与系统逐渐增多,现有标准已无法满足需求。为了准确的评估其电磁兼容性能,需要对30 MHz以下的半电波暗室性能进行评估。场均匀性是评价半电波暗室性能的主要指标,主要以其为研究对象,对铁氧体进行了理论分析与实验;并运用数值仿真的方法分析了半电波暗室在低频时的场均匀性。研究结果表明,运用外推法拟合得到铁氧体电磁参数是可行的,可应用于低频时暗室的仿真性能评估中,促进了低频段电磁兼容相关标准的研究。同时,该研究能对低频段暗室的设计建造提供一定的指导作用。     

半电波暗室低频场均匀性的研究

现行的CISPR, ANSI等标准中,只提供了30MHz以上的半电波暗室性能评估方法。然而,随着工作在30MHz以下的电气设备与系统逐渐增多,现有标准已无法满足需求,为了准确的评估其电磁兼容性能,需要对30MHz以下的半电波暗室性能进行评估。场均匀性是评价半电波暗室性能的主要指标,本文主要以其为研究对象,对铁氧体进行了理论分析与实验,并运用数值仿真的方法分析了半电波暗室在低频时的场均匀性。研究结果表明,运用外推法拟合得到铁氧体电磁参数是可行的,可应用于低频时暗室的仿真性能评估中,促进了低频段电磁兼容相关标准的研究。同时,该研究能对低频段暗室的设计建造提供一定的指导作用。     

燃料电池汽车DC/DC变换器电磁兼容研究

针对燃料电池汽车DC/DC变换器电磁兼容特性问题，参照GB/T 18655—2018在电波暗室内针对实际的燃料电池汽车DC/DC变换器搭建了实验系统，对其进行传导发射以及辐射发射实验，获得燃料电池汽车DC/DC变换器正常工作时各线缆端口的干扰电流和参考点位置的电场强度.然后，通过测量获取实验系统中各部件的几何参数，建立燃料电池汽车DC/DC变换器的电磁仿真模型，将传导发射实验获取的干扰电流作为电磁仿真模型的激励信号.将该仿真所获得的参考点位置的电场强度与辐射发射实验所获取的参考点位置的电场强度进行对比，结果显示：仿真结果与实验结果的整体变化趋势一致，且高频段时的平均误差在5 dB左右，仅在低频段精确度相对较差，该燃料电池汽车DC/DC变换器电磁仿真模型较为可靠.最后，利用该电磁仿真模型对燃料电池汽车DC/DC变换器的辐射抗扰特性进行了分析，结果表明，在电场强度为30~100 V/m的平面波干扰情况下，燃料电池汽车DC/DC变换器的正常工作不会受到影响，满足电磁兼容性要求.     

全可动射电天文望远镜的电磁干扰特征研究

全可动射电望远镜是一个包含主动面促动器机构、天线高功率驱动分系统、高灵敏接收终端、数据传输及控制分系统在内的复杂系统.系统内强弱电分系统的工作电平差异悬殊,内部不但存在相互的电磁干扰,同时系统工作时所产生的电磁发射信号及场站环境的各类电磁信号,都会对需要接收的微弱射电信号产生干扰,致使射电望远镜的电磁兼容性已成为研制及使用的关键技术.本文综述了国内外射电天文望远镜电磁兼容技术的研究进展,并从系统工程角度,对射电望远镜系统的电磁干扰特征进行了研究,确定了关键的控制要素,建立了干扰耦合矩阵,提出了基于电磁拓扑理论的射电望远镜系统电磁兼容的建模方法,为研究射电天文望远镜的电磁兼容技术奠定了基础.     

QTT台址自动化电波环境监测系统

拟建设的新疆奇台110 m全可动射电望远镜(Qi Tai Radio Telescope, QTT)具有极高的系统灵敏度,良好的无线电环境是QTT科学产出的重要保证.为确保QTT建设阶段台址各类电磁干扰的有效监测,开发了自动化、高可靠性电波环境监测系统,该系统开发依据需求分析,采用高紧凑性微波器件集成方案;系统性能实测结果表明6 GHz以下频段系统增益大于40 dB,噪声系数小于2 dB; 7 GHz以下频段测量不确定度小于1.49 dB.同时,该系统考虑了户外防护、防雷及电磁兼容设计,具有较高的可靠性.另外,开发了自动化电波环境测量及监控软件和基于HDF5的数据处理及成图软件,实现自动化频谱监测及高效数据处理及分析.     

航天测试产品系统级电磁兼容性设计研究

航天发射和运载火箭发射场的恶劣电磁环境对航天测试产品的电磁兼容性提出了非常严格的要求,需要设计师在设计初期充分考虑系统的电磁环境适应性问题。通过对国军标和航天发射对测试系统电磁兼容性要求的分析,结合工程设计实践,提出了一套航天测试产品系统级电磁兼容设计的方法,为整机系统的航天测试产品的电磁兼容设计提供了思路。     

基于电波暗室的舰船电磁兼容性模型预测

针对开阔试验场进行电磁兼容性船模试验易受环境影响的缺点,提出了基于电波暗室的船模预测新方法.根据电磁缩尺模型理论,推导出预测天线端感应电压、天线耦合度2个重要参数与缩尺比之间的关系,以模型天线近场测量为重点,介绍了模型预测的实现.理论分析和试验比较表明,利用电波暗室作为模拟场地进行船模预测是可行的,它具有全天候、环境好的特点.     

基于对称性时域近场物理光学法的大口径抛物面电磁散射特性分析

射电望远镜具有极高的灵敏性,干扰信号经由大口径抛物面结构反射后会对观测系统产生较大影响,其电磁兼容分析是一个不容忽视的研究问题.针对大口径抛物面近场耦合分析面临的电大尺寸问题,本文提出了一种基于空间对称性的时域近场物理光学法,解决了大口径抛物面近场电磁散射计算问题.阐述了物理光学近似法建立抛物面近场电磁散射模型的原理,利用局部格林函数近似法简化了计算过程,采用高斯数值积分方法进行面元积分,得到了焦点处近场散射场强.在此基础上,结合抛物面结构和应用场景,提出了基于空间对称性的高效计算方法.最后基于矩形金属板和小口径抛物面模型验证了算法的准确性和高效性,并对25 m大口径抛物面天线近场散射特性进行了计算分析.本文提出的基于对称性时域近场物理光学法为大型射电望远镜近场耦合分析提供了一种技术途径.     

台址内部设备瞬态干扰引起的110 m射电望远镜近场耦合计算方法

射电望远镜具有高灵敏度和高分辨率的特性,台址内部微弱的电磁干扰会影响其工作状态,增加天文观测难度.本文针对110 m射电望远镜台址内部瞬态辐射干扰引起的近场耦合问题,提出了一种基于偶极子近似和时域物理光学的混合计算方法.首先对台址内部设备瞬态干扰源进行分析,利用偶极子天线理论对近场辐射源进行分析与建模,结合时域物理光学法分析并计算了台址内部干扰源对射电望远镜天线口径面近场的电磁耦合特性,最后结合Feko全波算法验证本文方法的有效性.本文方法为110 m射电望远镜台址内部辐射干扰对天文观测的影响分析提供了理论支撑.     

浅谈EMC测试技术

在介绍电磁兼容技术的基础上,讨论了开阔试验场、屏蔽室、电波暗室等电磁兼容测试场地和几种常用测量仪器的特点,根据我国电磁兼容测试的实际情况重点研究了电磁兼容的替代测试方法及自动测量方法。     

射电天文台址区域化干扰电平阈值量化及其应用

为高效分析与评估台址周边辐射源对天文观测的影响,本文提出一种台址区域化干扰电平阈值量化方法.建立台址地形模型并进行网格划分,采用高效网格检索算法实现台址区域任意位置(网格)至望远镜的相对地形数据提取.在此基础上,选取适应于台址地形特征的电波传播算法,计算台址区域任意位置至望远镜的电波传播损耗,依据望远镜馈源口面干扰电平限值及旁瓣增益,实现台址区域干扰电平阈值量化,并应用于QTT台址,为射电望远镜电磁兼容性设计、台址无线电管理、干扰缓解策略提供重要技术支撑.     

新型系统级无人机电磁兼容测试法

分析了实际电磁环境对无人机的影响,综合实际飞行环境中各种地面发射机的辐射以及场地电磁环境的测试数据,得到在0.1～8 000 MHz频段中,对无人机造成伤害的电磁环境场强极限值为60～200 V/m.根据无人机存在辐射干扰和传导干扰的共性特征,将不同频段下传导干扰与辐射干扰进行结合分析,得到无人机系统级电磁辐射极限场强在0.1～2 000 MHz频段中为60～100 dB·μV/m.由此提出可实际操作的无人机电磁兼容测试法,详细描述了各项目的测试手段、所用仪器和极限值.依照军用飞机雷电防护鉴定试验法GJB 3567-99,在实际飞行场地中采用410 A敏感度测试系统进行测试,结果显示该无人机各机载设备工作正常,未出现设备失灵或降级情况.     

电气化铁路影响下仪表着陆系统的电磁环境评估

为探究电气化铁路对仪表着陆系统的电磁环境影响程度。根据仪表着陆系统电磁环境要求及测试规范,选择动车的高压电缆、锚段关节、牵变所、分区所等典型位置,利用电磁干扰接收机进行点频测试,得到了其在航向信标频谱内的电磁辐射特性;应用电磁传播理论,以电气化铁路垂直穿越航空器下滑道为例,理论分析了典型位置电磁辐射对航空器着陆的影响;根据GB 6364—2013航向信标防护率要求,结合典型位置实测数据,进行了电磁兼容预测,给出了典型位置距跑道中心延长线的保护距离。结果表明:高压电缆的电磁骚扰可以忽略不计;分区所处的电磁骚扰最大,在110 MHz处产生的辐射峰值高达89. 7 d B·μV·m~(-1);当分区所、牵变所和锚段关节分别距跑道中心线延长线垂直距离不小于9 247 m、297 m和986 m时才不会对飞机的导航信号产生影响。研究结果能给电气化铁路和民用航空机场区域的电磁兼容问题提供建议和数据支撑。     

基于PE-TDPO的110 m射电望远镜远-近场耦合计算方法

正在新疆奇台建设的110 m全向可动射电望远镜是一个可以接受微弱射电信号的天文设备,台址周围较大范围内存在着数量众多的干扰源会影响其观测精度与效率.本文提出了一种基于抛物方程和时域物理光学法(Parabolic Equation and Time Domain Physical Optics, PE-TDPO)的混合计算方法,以110 m全向可动射电望远镜为研究对象,对台址附近大区域内干扰源信号的传播过程进行建模.在较大地理尺度上对干扰信号从台址远场至近场的电磁耦合特性进行了综合评估,为大型射电望远镜电磁干扰问题处理提供理论依据.本文以通信基站作为典型干扰源,基于数字地图建立射电望远镜台址周围的高精度地形模型,采用抛物方程对干扰信号的远场电波传播进行分析,得到从干扰源处至射电望远镜处的信号传播的路径损耗和传播因子;其次将PE方法计算得出的远场电场值代入TDPO的积分中,得到干扰信号在射电望远镜焦点处的近场耦合特性;最后讨论了远场干扰源特性对射电望远镜的远-近场耦合的影响.     

Stewart机构在刚体6维测量中的精度

为得到500米口径大型射电望远镜(FAST)馈源精调实验平台的位置姿态实现反馈控制,提出利用Stewart机构,通过测量其6条支链的长度,运用Stewart机构的运动学正解求得刚体6维的位姿信息的测量刚体位姿的方法.利用Stewart机构的Jacobin矩阵条件数分析传感器精度到刚体测量精度的影响.通过实验验证了精度分析的结果,即Stewart平台的Jacobin矩阵条件数增大将使测量精度降低,因此将Stewart平台Jacobin矩阵条件数做为衡量机构测量精度的指标是合理的.这种测量方法对同类6维测量方式的设计和应用具有指导意义.     

布线方式对信息技术设备辐射骚扰场强测试的影响

为研究电磁兼容测试中,布线方式对信息技术设备的辐射骚扰场强的影响,以典型信息技术设备为切入点,在视频线、音频线、键盘线、鼠标线与USB线的不同布线方式下,采用在电波暗室中进行实验的方法,对信息技术设备的辐射骚扰场强进行了测试分析,验证了辐射测试中线缆应遵循的布线原则,评估了不同布线方式对辐射骚扰场强测试结果的影响.研究结果表明:布线方式的规范程度将对信息技术设备的辐射骚扰场强测试产生不可忽视的影响,很可能影响测试结果的判定,主要是对低频段测试结果的影响.该研究结论对电磁兼容领域的辐射骚扰测试具有一定的参考价值和指导意义.     

某F型产品电磁兼容设计

针对某F型产品存在的电场辐射干扰(RE102电场辐射发射)超标问题,分别从线路设计、屏蔽、滤波及滤波器的使用等方面对F型产品内部电磁兼容设计进行了详细分析,找出了RE102超标的根本原因,通过采取线路设计、接地,扼流滤波等方法,电场辐射发射干扰得到了有效抑制,经改进后该F型产品电磁兼容性能显著提高,通过了电磁兼容试验考核,验证措施有效性.