[发明专利]一种低电平电场照射下非封闭舱室内均匀场区域划定方法

说明书

本发明公开了一种低电平电场照射下非封闭舱室内均匀场区域划定方法，包括以下过程：建立非封闭舱室和模式搅拌器的电磁仿真模型，设置舱室内待划定区域；数值分析外部低电平电场照射下舱室内的场强分布，得到待划定区域的场强数据；基于测试标准中的均匀性统计方法，计算区域内观察点的标准偏差值；判断观察点的标准偏差值是否满足均匀性要求，若否，继续缩小待划定区域的体积直至满足均匀性要求。本发明具有解决飞机级低电平扫描场测试时实际舱室非封闭结构带来的难题，不同于封闭混响室结构，考虑了舱室开口对能量密度和场均匀性的影响，为低电平扫描场测试时飞机舱室内接收天线/探头与搅拌器的位置布局提供有效支撑的优点。

技术领域

本发明涉及电磁环境效应技术领域，特别涉及一种低电平电场照射下非封闭舱室内均匀场区域划定方法。

背景技术

飞机上更多的弱电设备取代传统机械或机电控制系统，更多的低屏蔽性能复合材料应用，以及机上开口面、缝隙的存在，使得高强电磁信号更容易耦合进入机内造成干扰、损伤甚至损坏，高强辐射场(HIRF)已成为影响飞机飞行安全的重要因素。欧美、中国等航空局机构在近期颁布了相应条款和专用条件强制规定了民用航空器必须通过HIRF适航符合性试验验证。作为飞机级HIRF试验的重要内容，低电平扫描场测试具有试验便捷、降低待测飞机潜在风险等优点，其测试方法是采用外部电磁波照射飞机舱室，接收天线或场强探头置于舱室内测试内部场强，并通过与校准值对比获得飞机舱室的衰减特性。

低电平扫描场测试过程中由于舱室存在驻波，舱室内不同位置场强变化较大，为了获得舱室内最大场强，以往的做法是在舱室内安装多个的接收天线/探头，或者采用有限接收天线在不同位置开展多次测试，这些方法不仅耗时而且耗力。目前比较公认的测试方法是在舱室内布置搅拌器，通过旋转改变附近的边界条件，使得搅拌器的一个旋转周期内接收天线/探头位置出现场强最大值，达到统计均匀的目的。

专利方面，2015年公开的发明专利“一种用于混响室内搅拌器的快速优化仿真设计方法”(申请号：201510802353.8)通过仿真设计优化搅拌器实现混响室内场强均匀性。2016年公开的发明专利“一种电磁混响室腔体的尺寸优化方法和装置”(申请号：201610648278.9)在设计电磁混响室通过机械搅拌浆边缘切割改善磁场的均匀性。2007年电波科学学报第22卷第4期论文“混响室设计与校准测试”提出了长方体结构混响室设计和均匀性验证方法。目前的文献涉及的搅拌器优化和均匀场分析限定在封闭混响室结构，其方法不能应用于实际的非封闭的飞机舱室的低电平扫描场测试情况。2008年高电压技术第34卷第8期论文“混响室测试区域均匀性分部规律仿真分析”和2015年科学技术与工程第15卷第34期论文“通风孔对混响室场均匀性的影响”研究了舱室内均匀性区域规律和开口对舱室内的局部能量密度和总场均匀性的影响，但是文献仍局限在发射天线置于混响室内部的情况，没有开展外部电磁波照射下舱室内均匀性分析。

另外，实际飞机舱室LLSF测试过程中，很难针对每个待测舱室设计不同尺寸的搅拌器。

因此，需要提出一种低电平电场照射下非封闭舱室内均匀场区域划定方法，解决实际舱室非封闭结构带来的均匀场区域变化的难题，为低电平扫描场测试时飞机舱室内接收天线/探头与搅拌器的位置布局提供有效支撑。

发明内容

本发明的目的是提出一种低电平电场照射下非封闭舱室内均匀场区域划定方法，该方法结合数值分析和均匀性统计方法，通过逐渐缩小待划定区域寻找均匀场有效区域，解决了实际非封闭舱室内场均匀性受舱室开口影响的问题。在考虑外部电磁波照射下，结合数值分析和均匀性统计方法寻找均匀场有效区域的区域划定方法，首先建立非封闭舱室和模式搅拌器的电磁仿真模型，设置舱室内待划定区域，然后数值分析外部低电平电场照射下舱室内的场强分布，得到待划定区域的场强数据，最后基于测试标准中的均匀性统计方法，计算区域内观察点的标准偏差值，验证并指导待划定区域的体积调整以满足均匀性要求，通过考虑外部电磁照射下舱室开口对能量密度和场均匀性的影响，为低电平扫描场测试时飞机舱室内接收天线/探头与搅拌器的位置布局提供有效支撑。