[发明专利]一种通信装备电场辐射发射的仿真分析方法

说明书

本发明提供了一种通信装备电场辐射发射的仿真分析方法，利用系统级电磁兼容性仿真的思路对通信装备以内部模块为最小建模单位进行建模和仿真分析，基于各模块的测试经验数据建立各模块的电磁仿真模型，抽取互连线缆、装备外接线缆和装备盖板缝隙、接插件缝隙、法兰盘缝隙、通风散热孔缝为主要电磁耦合仿真要素，并进行简化。本发明首次提出了通信装备的RE102仿真方法，解决了通信装备干扰源和耦合路径建模困难的问题，可以填补国内该领域研究的空白。

技术领域

本发明属于电磁兼容技术领域，涉及通信装备电场辐射发射的仿真分析方法，尤其涉及一种通信装备GJB151B-2013中RE102试验项目的仿真分析方法。

背景技术

通信装备作为飞机、水面舰船、地面装甲等系统级武器装备的重要设备/分系统，其电磁兼容性直接影响系统级武器装备的通信、指挥、导航等战术性能乃至装备安全性。目前国内通信装备的电磁兼容性控制主要依靠定型前的整改，因发现和定位问题困难，常耗费大量的人力物力，甚至导致装备研制进度延误。对通信装备进行电磁兼容性仿真，以仿真结果指导电磁兼容性设计和试验，能够及早发现和规避装备潜在的电磁兼容性问题，是解决通信装备电磁兼容性问题的最有效手段。通信装备电磁兼容性问题主要集中在GJB151B-2013的RE102：10kHz～18GHz电场辐射发射试验项目，研究通信装备的RE102仿真分析方法，对解决通信装备电磁兼容性问题具有重要意义。

通信装备的RE102仿真分析主要面临以下困难：1)通信装备属于多层级复合装备系统，包含元器件、PCB板、模块、机箱、系统等多个层级，难以用单一层级的电磁兼容性分析方法对通信装备进行分析。2)通信装备内部电磁干扰源类型多样、数量众多、频率覆盖范围广、电磁干扰源表征与建模困难。通信装备内部既有交直流电源、芯片、射频模块等一次干扰源，还包括开关电源、PCB电路、射频放大模块等二次干扰源；既有频域稳态干扰源，也有时域瞬态干扰源，还有捷跳频干扰源；干扰源不仅种类多样，数量也众多；干扰源频率范围由50Hz谐波覆盖至几GHz，上述种种干扰源状况，给干扰源的表征和建模带来了很大的困难。3)通信装备电磁耦合路径难以精确获取和建模。通信装备内部互连线缆类型和数目众多，线缆束随机捆扎，电缆辐射建模困难；通信装备机箱盖板与设备壳体间、接插件与设备壳体间由于公差所形成的缝隙位置随机、缝隙尺寸难以确定。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种通信装备电场辐射发射的仿真分析方法，在新装备的方案设计阶段，利用装备的三维结构模型和现有模块的摸底测试数据，实现装备的RE102仿真分析，适用于机载端机、车载端机、舰载端机等通信装备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

1)建立通信装备的简化三维结构模型，建模时以内部模块为最小建模单位，模块内部不进行建模；忽略最大尺度小于λ/4的金属结构件，λ为通信装备的最小工作波长；对影响屏蔽性能的非金属结构件以等尺度孔缝结构进行替代；

2)在模块独立工作的前提下对模块外接线缆上的共模电流和模块缝隙处的近场电场进行测试，利用测量得到的共模电流作为各模块线缆模型的激励，利用测量得到的缝隙电场计算缝隙处的表面电磁流，并作为缝隙模型的激励，建立各模块的孔缝和线缆仿真模型；

3)基于装备的三维结构模型，抽取装备外接线缆和装备盖板缝隙、接插件缝隙、法兰盘缝隙、通风散热孔缝为要素；首先建立线缆的电压或电流激励模型，即在线缆与设备壳体连接处施加激励，并利用电磁仿真工具建立不同线缆类型、截面形式、缠绕方式以及不同负载阻抗条件下的线缆模型，利用三维建模功能实现线缆布线方式的更改；利用电磁仿真工具建立不同缝隙位置、缝隙长度、缝隙宽度的仿真模型，对缝隙泄漏结果进行仿真；确定最适合装备的电磁耦合模型；

4)根据装备内部各模块的孔缝和线缆模型，结合装备电磁耦合模型，对装备的RE102辐射特性进行整体仿真，与试验结果进行对比，用试验结果修正模型。