[发明专利]基于混响室的航天无源产品电磁泄漏度测试系统及方法

说明书

本发明提供了一种基于混响室的航天无源产品电磁泄漏度测试系统及方法，针对航天无源产品频率、尺寸、工艺等方面特点，基于双脊喇叭天线理论及混响室腔膜理论等，分别对发射天线、混响室(屏蔽室、搅拌器等)进行小型化设计，提出了一种4‑40GHz单天线双搅拌器混响室，进而结合控制系统、频谱分析仪等建立完整的航天无源产品电磁泄漏度测试系统；最终基于传输线理论、网络互易定理等推理给出了相关测试原理和测试方法。该发明具有高场均匀性、自动机械搅拌和小型化设计等特点，能够大大提高航天无源产品电磁泄漏度测试精度、测试效率、可重复性、占用空间和成本投入等方面性能。

技术领域

本发明属于电磁泄漏度测试技术领域，特别涉及一种基于混响室的航天无源产品电磁泄漏度测试系统及方法。

背景技术

航天无源产品主要包括航天用滤波器、多工器、连接器和电缆等，在航天系统中应用比较广泛，属于系统电磁泄漏的薄弱环节，往往需要重点评估其电磁泄露性能。近年来，航天系统集成化、小型化和批量化发展趋势日益明显，为航天无源产品电磁泄漏度测试又提出了小型化、高精度、高效率和高可重复性发展需求。

目前从公开资料了解，航天无源产品的电磁泄漏度测试主要依据替代法，在半电波暗室、屏蔽室等场地中进行，该测试方法直观，能够在一定程度上反映产品的电磁泄漏性能，但同时存在测试误差较大、测试效率较低、人为不确定性较大、可重复性低和测试成本高等不利因素。

混响室是一种在高Q值、高导电屏蔽腔体内利用天线和搅拌器形成空间统计均匀、各向同性、随机极化的电磁场用于测试的场地，能够在较小的输入功率前提下激发较强的场强，并具备较高的测试效率、测试精度和可重复性，近年来在屏蔽效能测试等领域得到了广泛关注和研究。然而，电磁泄漏度测试方法(屏蔽体内外场强比值)与屏蔽效能测试方法(电磁泄漏功率与输入功率比值)本身存在差异；且航天无源产品电磁泄漏度测试的主要特点为：频率高(主要集中在4-40GHz)、产品尺寸小(一维尺寸≤0.3m)，因此，直接采用市场上的传统混响室进行航天无源产品的电磁泄漏度测试，往往存在测试方法不适用、占用空间过大和成本浪费等不利因素。

基于以上考虑，为了兼顾混响室高场强、高效率、高精度和高可重复性的优点，亟需针对航天无源产品，研制一种基于小型化混响室的电磁泄漏度测试系统及方法。

研发设计前，本发明人对现有数据库中相关技术进行了检索。对比文件1：中国发明专利《一种无源产品电磁泄漏度检测方法》(公开(公告)号：CN102735972B,公开(公告)日：2014-07-02)，提出了一种无源产品电磁泄漏度检测方法(理想点源替代法)，主要用于空间无源产品、射频电缆、射频接头、方舱及屏蔽室电磁泄漏度的测试。对比文件1的测试技术以屏蔽效能理论为依据，采用电磁场方法，在无源产品外放置接收天线，假设无源产品内部存在理想点源，通过对比是否放置无源产品时接收天线的接收功率可得出无源产品的电磁泄漏度。然而对比文件1中存在以下问题：在测试流程方面，由于产品辐射不均匀和天线模型理想化，测试流程中需要人为查找产品的最大辐射方向，容易影响测试精度、效率和可重复性。在测试条件方面，测试技术必须在全电波暗室、半电波暗室、屏蔽室等场地内进行，容易影响测试成本。在测试设备要求方面，测试技术需在远场条件下进行信号的接收，容易造成信号的空间衰减，而航天无源产品的电磁泄漏量级一般较低,因此对放大器、频谱仪等测试设备的动态范围要求较高。对比文件1从测试流程、测试条件及设备要求等方面具有一定局限性，无法满足航天无源产品电磁泄漏度高精度、高效率、高可重复性和低成本测试发展需求。