6.5.2 电磁兼容性试验

6.5.2 电磁兼容性试验

星载嵌入式计算机电磁兼容性试验包含两个方面内容:一方面是对产品的电磁兼容特性进行评估,按照《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量》(GJB 151B—2013)和《航天系统电磁兼容性要求》(GJB 3590—1999)等规定的试验要求和方法进行,评估产品是否符合电磁兼容要求;另一方面是进行星载嵌入式计算机的现场电磁测试,用近场探头、远场天线等工具结合频谱仪等设备进行产品电路的场强测试分析,对电磁发射情况进行量化。

6.5.2.1 电磁兼容性标准试验项目

根据GJB151B—2013和GJB3590—1999的要求,星载嵌入式计算机电子产品推荐的电磁兼容性试验项目见表6-3,相关项目均适用于星载嵌入式计算机。电磁兼容性试验应在具备试验资质的专业试验室进行。

表6-3 星载嵌入式计算机电子产品推荐的电磁兼容性试验项目

续 表

6.5.2.2 电磁兼容性问题测试

在星载嵌入式计算机产品的设计开发过程中,会遇到一些电磁干扰问题。需要找出故障原因并进行优化改进,通常有近场测试和远场测试两种方式,近场采用探头或场强扫描设备测试,远场采用天线测试。通过测试,可定位到具体的辐射频点和位置。

1)近场和远场的特点

近场干扰主要是耦合的方式:

(1)如果场源是高电压小电流的源则近场主要是电场,此时电场大于磁场,波阻抗较高,因此电场源又称为高阻抗场源。

(2)如果场源是低电压大电流的源则近场主要是磁场,此时磁场大于电场,波阻抗较低,因此磁场源又称为低阻抗场源。

远场干扰主要是辐射的方式,无论场源是电场源或磁场源,对于某一频点f,当与场源距离r大于λ/(2π)后场都变成了远场,又称为辐射场。这时电场和磁场的方向垂直并且都和传播方向垂直,称为平面波。此时电场和磁场的比值为固定值,波阻抗为377Ω,电场和磁场都以1/r速率随距离减小,所以远场也称为电磁场。

2)近场测试

近场测试主要针对单板模块、接插件的出入口等,可以采用近场探头结合频谱仪的方式进行探测,近场探头一般较小,移动灵活,可以进入比较狭小的空间,适合手持在设备内部移动,近场探头的尾部通过同轴电缆连接到频谱仪,可以实时读取不同位置的耦合功率,还可以通过串接放大器的方式提高接收灵敏度,根据电场源、磁场源的特点选用不同规格的近场耦合探头,如图6-20所示,可参考探头厂家的使用手册选取合适的探头,如图6- 21、图6- 22所示。

图6-20 近场探头及连接电缆

图6-21 近场探头测试示意图

图6-22 频谱仪或接收机可实时读取耦合数据

场强扫描设备可用于整个模块的场强定位,把单板模块放置在扫描板上,扫描设备可以一次性给出所有坐标的电场强度,电磁扫描设备如图6-23所示。

近场测试,可以定位辐射最大的芯片、接插件、电缆的位置,锁定干扰源。

3)远场测试

根据远场的特点,主要测试单机设备、电缆等的辐射强度,可以采用远场天线结合测试仪的方式进行探测,产品的位置、电缆的排布应尽量模拟卫星实际工作环境,天线的尾部通过同轴电缆连接到测试仪,读取不同频点的辐射功率,如图6-24所示。根据故障测试对应的频率范围选择合适的天线,比如单极天线、对数周期天线、双锥天线和喇叭天线等。

图6-23 电磁场扫描设备

图6-24 远场天线测试示意图