专利名称：一种电磁兼容性平衡状态优化方法
技术领域：
本发明涉及一种系统电磁兼容性平衡状态优化方法，属于电磁兼容设计领域。
背景技术：
在多个设备协同工作的电子、电气系统中，某一设备的产生的电磁干扰会通过传导发射和辐射发射等方式耦合至另一设备上，造成另一设备的性能下降，甚至无法正常工作。随着集成电路的越来越精密化和系统设备的日益复杂化，系统对电磁兼容的要求一直受到人们的广泛关注。在直升机系统设计制造后期，会对整机进行各种电磁兼容标准的测试，以表明机载设备装机状态下的全机电磁兼容性能合格，此时许多机载设备已经设计定型完成，对测试中出现的电磁兼容问题进行整改的难度、耗费极大。而从直升机方案阶段到工程研制阶段，对机载设备辐射电磁兼容性进行有效、实时控制的手段有限，没有明确量化的辐射电磁兼容性标准，使得电磁兼容过程控制中，很难达到监控目的。对出现辐射电磁兼容性问题的系统进行调整优化的过程中，系统自身所包含的设备数量庞大，且相互间耦合关系错综复杂，难以得到最佳的优化方案。
发明内容
本发明的目的是为了能够实现直升机系统整机短波频段辐射电磁兼容性平衡状态优化，提出了一种基于直升机整机短波频段辐射电磁兼容平衡度数据处理的电磁兼容性平衡状态优化方法。根据型号研制初期确定的电磁兼容性总体技术要求，整机电磁兼容性要求通常包括1、构成整机各个机载设备、分系统间要能够兼容工作，即自兼容；2、系统自身满足电磁环境适应性的要求；3、对于整个系统辐射发射的限制。这三个部分构成了整机的电磁兼容性。电磁兼容性平衡当系统同时满足上述三个条件时，系统处于电磁兼容性平衡状态。任意机载电子设备必须处于电磁兼容性平衡状态，不同型号根据其总体技术要求不同，需要达到的电磁兼容性平衡状态也不尽相同。在该方法中，提出了一种建立在整机短波频段辐射矩阵基础上，用于评价直升机系统整机短波频段辐射电磁兼容性平衡状态优劣程度的指标，记为直升机系统整机短波频段辐射电磁兼容平衡度b，依靠对辐射电磁兼容平衡度进行预先计算，结合军标限值，采用单纯形法策略完成直升机系统整机短波频段辐射电磁兼容平衡度的数据处理，形成直升机系统整机短波频段辐射电磁兼容性调整方案的优�。饩隽艘酝捎诨厣璞钢涞姆漶詈瞎叵邓贾碌恼滩ㄆ刀畏涞绱偶嫒菪云胶庾刺岩宰既吩げ猓薹ㄌ岢鲎罴延呕桨傅奈侍�。考虑军标GJB5313-2004《电磁辐射暴露限值和测量方法》中对人员作业区域暴露限值要求，针对直升机系统整机辐射电磁兼容平衡度进行数据处理，提高了整机短波频段电磁兼容性平衡状态优化的针对性和有效性。
一种基于短波频段电磁辐射暴露测量的整机短波频段辐射电磁兼容性平衡状态优化方法，包括以下几个步骤第一步划分直升机人员作业区域；第二步测量直升机机载设备在不同区域内短波频段的辐射强度，得到机载设备短波频段辐射矩阵；第三步获取m个机载设备的短波频段人员作业区域暴露限值，得到短波频段人员暴露限值矩阵；第四步获取机载设备短波频段辐射电磁兼容性裕值矩阵；第五步获取短波频段各个机载设备辐射权值，并得到机载设备短波频段辐射权值矩阵；第六步获取直升机系统整机短波频段辐射电磁兼容平衡度；第七步根据第六步得到的直升机系统整机短波频段辐射电磁兼容平衡度，判断是否对直升机系统辐射电磁兼容性进行整改或者优化；第八步获取短波频段机载设备理想辐射限值，得到短波频段人员理想暴露限值矩阵；第九步获取直升机系统整机短波频段辐射电磁兼容平衡度最优解；第十步根据直升机系统整机短波频段辐射电磁兼容性调整矩阵AT，对直升机系统整机短波频段辐射电磁兼容性平衡状态进行优化。本发明基于直升机系统整机短波频段辐射电磁兼容平衡度考察，对整机短波频段辐射电磁兼容性平衡状态进行分析，完成整机短波频段辐射电磁兼容性调整方案的优�。溆诺阍谟�(I)实现了直升机研制方案阶段到工程研制阶段辐射电磁兼容性平衡状态的量化；(2)为系统辐射电磁兼容性的实时监控提供了评估手段；(3)为机载设备调整优化提供了技术支撑；(4)采用单纯形法策略完成直升机系统整机短波频段辐射电磁兼容平衡度的数据处理，形成直升机系统整机短波频段辐射电磁兼容性调整方案的优�。饩隽艘酝捎诨厣璞钢涞姆淝狂詈瞎叵邓贾碌恼滩ㄆ刀畏涞绱偶嫒菪阅岩宰既吩げ猓薹ㄌ岢鲎罴延呕桨傅奈侍�。(5)考虑国军标人员作业区域暴露限值要求，针对直升机系统整机辐射电磁兼容平衡度进行数据处理，提高了整机短波频段电磁兼容性平衡状态优化的针对性和有效性。
图1是本发明的方法流程图；图2是本发明中测试平台的结构示意图。图中1-计算机，2-测量接收机，3-衰减器，4-环形天线。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。本发明是一种在已知短波频段机载设备辐射强度下，适于直升机系统整机短波频段辐射电磁兼容性平衡状态的优化方法，如图1所示，依据该方法进行的电磁兼容性调整方案优选方法有下列步骤:第一步:划分直升机人员作业区域；根据直升机物理结构以及直升机飞行、直升机地面维护过程中作业人员的活动区域，采用军标GJB5313-2004《电磁辐射暴露限制和测量方法》对直升机机身以及附近区域进行划分，得到直升机人员作业区域，并分别命名为:区域1，区域2，区域3，……，区域n，η表示划分区域的数量，η > 3。区域的划分可依据直升机自身作战需求、结合性能特性进行综合考虑，η个区域中至少应包括驾驶舱区域、乘员舱区域以及大功率天线的机身附近区域，本发明中大功率天线是指大于等于50W的机载天线，机载天线安装在机身上，将对其装机位置附近区域造成辐射影响，所以在进行区域划分时应考虑大功率天线的机身附近区域。第二步:测量直升机机载设备在不同区域内短波频段的辐射强度，得到机载设备短波频段辐射矩阵；如图2所示，测量平台包括计算机1、测量接收机2、衰减器3和环形天线4 ;计算机1、测量接收机2、衰减器3、环形天线4依次通过导线连接。所述的测量接收机2为德国罗德与施瓦茨R&S公司生产的ESIB-40型号；所述的衰减器3为上海华湘计算机通讯工程有限公司生产的DTS300300W型号；所述的环形天线4为德国罗德与施瓦茨R&S公司生产的HFH2-Z2型号；环形天线4放置在待测区域内，直升机机载设备在工作时，环形天线4对机载设备的短波频段电磁辐射进行接收，得到短波频段电磁辐射发射信号，衰减器3对短波频段电磁辐射发射信号进行衰减，计算机I控制测量接收机2对衰减后的短波频段电磁辐射发射信号进行采集，得到机载设备在该区域内的短波频段电磁辐射强度，通过计算机I记录短波频段电磁辐射强度。具体步骤为:步骤201:采用测量平台，测量机载设备在每个区域内的短波频段电磁辐射强度，设直升机系统共有m个机载设备，具体为:结合第一步中得到的直升机人员活动区域划分，根据图2所示的测量系统平台对m个机载设备进行短波频段辐射发射测量，并将采集到的短波频段电磁辐射强度记作Tre。采用测量平台，在区域I内进行测量，开启第一个机载设备，测量得到第一个机载设备的短波频段电磁辐射强度，记为Treui，关闭第一个机载设备，开启第二个机载设备，测量得到第二个机载设备的短波频段电磁辐射强度，记为Treli2，关闭第二个机载设备，……，同理，开启第m个机载设备，测量得到第m个机载设备的短波频段电磁辐射强度，记为Tre1,m，关闭第m个机载设备。完成区域I的机载设备短波频段电磁辐射强度测量。采用测量平台，在区域2内进行测量，开启第一个机载设备，测量得到第一个机载设备的短波频段电磁辐射强度，记为Tre2il，关闭第一个机载设备，开启第二个机载设备，测量得到第二个机载设备的短波 频段电磁辐射强度，记为Tre2,2，关闭第二个机载设备，……，同理，开启第m个机载设备，测量得到第m个机载设备的短波频段电磁辐射强度，记为Tre2，m，关闭第m个机载设备。完成区域2的机载设备短波频段电磁辐射强度测量。......
同理，采用测量平台，在区域η内进行测量，开启第一个机载设备，测量得到第一个机载设备的短波频段电磁辐射强度，记为Treml，关闭第一个机载设备，开启第二个机载设备，测量得到第二个机载设备的短波频段电磁辐射强度，记为Tren,2，关闭第二个机载设备，……，同理，开启第m个机载设备，测量得到第m个机载设备的短波频段电磁辐射强度，记为Tren，m，关闭第m个机载设备。完成区域η的机载设备短波频段电磁辐射强度测量。步骤202:根据步骤201中得到的测量结果，建立机载设备短波频段辐射矩阵T:
权利要求
1.一种基于短波频段电磁辐射暴露测量的整机短波频段辐射电磁兼容性平衡状态优化方法，所针对的短波频段是指3MHz 30MHz，方法包括以下几个步骤: 第一步:划分直升机人员作业区域； 根据直升机物理结构以及直升机飞行、直升机地面维护过程中作业人员的活动区域，采用军标GJB5313-2004《电磁辐射暴露限制和测量方法》对直升机机身以及附近区域进行划分，得到直升机人员作业区域，并分别命名为:区域1，区域2，区域3，……，区域η，η表示划分区域的数量，n ^ 3 ;η个区域中至少应包括驾驶舱区域、乘员舱区域以及大功率天线的机身附近区域； 第二步:测量直升机机载设备在不同区域内短波频段的辐射强度，得到机载设备短波频段辐射矩阵； 测量平台包括计算机、测量接收机、衰减器和环形天线；计算机、测量接收机、衰减器、环形天线依次通过导线连接； 环形天线放置在待测区域内，直升机机载设备在工作时，环形天线对机载设备的短波频段电磁辐射进行接收，得到短波频段电磁辐射发射信号，衰减器对短波频段电磁辐射发射信号进行衰减，计算机控制测量接收机对衰减后的短波频段电磁辐射发射信号进行采集，得到机载设备在该区域内的短波频段电磁辐射强度，通过计算机记录短波频段电磁辐射强度； 具体步骤为: 步骤201:采用测量平台，测量机载设备在每个区域内的短波频段电磁辐射强度，设直升机系统共有m个机载设备，具体为: 采用测量平台，在区域I内进`行测量，开启第一个机载设备，测量得到第一个机载设备的短波频段电磁辐射强度，记为Trelil，关闭第一个机载设备，开启第二个机载设备，测量得到第二个机载设备的短波频段电磁辐射强度，记为Treli2，关闭第二个机载设备，……，同理，开启第m个机载设备，测量得到第m个机载设备的短波频段电磁辐射强度，记为Tre1^关闭第m个机载设备；完成区域I的机载设备短波频段电磁辐射强度测量； 采用测量平台，在区域2内进行测量，开启第一个机载设备，测量得到第一个机载设备的短波频段电磁辐射强度，记为Tre2il，关闭第一个机载设备，开启第二个机载设备，测量得到第二个机载设备的短波频段电磁辐射强度，记为Tre2,2，关闭第二个机载设备，……，同理，开启第m个机载设备，测量得到第m个机载设备的短波频段电磁辐射强度，记为Tre2, m，关闭第m个机载设备；完成区域2的机载设备短波频段电磁辐射强度测量； 同理，采用测量平台，在区域η内进行测量，开启第一个机载设备，测量得到第一个机载设备的短波频段电磁辐射强度，记为Treml，关闭第一个机载设备，开启第二个机载设备，测量得到第二个机载设备的短波频段电磁辐射强度，记为Tren,2，关闭第二个机载设备，……，同理，开启第m个机载设备，测量得到第m个机载设备的短波频段电磁辐射强度，记为Tren，m，关闭第m个机载设备；完成区域η的机载设备短波频段电磁辐射强度测量；步骤202:根据步骤201中得到的测量结果，建立机载设备短波频段辐射矩阵T:
2.根据权利要求1所述的一种基于短波频段电磁辐射暴露测量的整机短波频段辐射电磁兼容性平衡状态优化方法，所述的大功率天线为大于等于50W的机载天线。
全文摘要
本发明公开了一种电磁兼容性平衡状态优化方法，在该方法中，依靠对机载设备在直升机舱体不同区域的短波频段辐射强度的测量，结合军标限值，采用加权矩阵策略完成直升机系统整机短波频段辐射电磁兼容平衡度的计算，采用单纯形法策略完成直升机系统整机短波频段辐射电磁兼容平衡度的数据处理，形成直升机系统整机短波频段辐射电磁兼容性调整方案的优�。饩隽艘酝捎诨厣璞钢涞姆淝狂詈瞎叵邓贾碌恼滩ㄆ刀畏涞绱偶嫒菪阅岩宰既吩げ猓薹ㄌ岢鲎罴延呕桨傅奈侍�。考虑国军标人员作业区域暴露限值要求，针对直升机系统整机辐射电磁兼容平衡度进行数据处理，提高了整机短波频段电磁兼容性平衡状态优化的针对性和有效性。
文档编号G01R31/00GK103076523SQ201210593068
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者贾云峰, 苏东林, 胡修, 吴亮, 魏嘉利, 马超, 武南开, 苏航 申请人:北京航空航天大学
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