CN112345836B - 多芯线缆大电流注入等效强场辐射效应试验方法及*** - Google Patents

多芯线缆大电流注入等效强场辐射效应试验方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多芯线缆大电流注入等效强场辐射效应试验方法，所述方法包括如下步骤：1）对线缆两端设备进行监测，2）开展注入预试验，3）开展低场强辐射预试验：4）开展与低场强电磁辐射等效的注入试验，5）开展多芯线缆电流注入等效强场连续波电磁辐射效应试验，支撑上述方法的***，包括终端设备响应可监测时辐射配置模块和注入试验配置模块，终端设备响应不可监测时辐射配置模块和注入试验配置模块，本发明的多芯线缆大电流注入等效强场辐射效应试验方法及***，主要针对互联线缆为屏蔽和非屏蔽多芯线缆的互联***，所述方法具有能够在受试设备响应为非线性的情况下等效强场辐射试验的优势。

Description

多芯线缆大电流注入等效强场辐射效应试验方法及***
技术领域
本发明涉及连续波电磁辐射效应试验方法，尤其涉及一种多芯线缆大电流注入等效强场辐射效应试验方法及***，属于电磁辐射效应试验技术领域。
背景技术
新型武器***一般功能复杂，内部遍布各类电子设备，各设备或分***间往往通过线缆互联实现信息传递或功率输送，所用互联线缆中大部分为多芯线缆；这些互联线缆密布在武器***内部，其往往是***电磁防护的薄弱环节，因此，互联多芯线缆耦合引入的电磁干扰是否会导致效应的产生，必须事先通过强场电磁环境效应试验进行评估；其中，针对线缆为耦合途径的情况，提出采用大电流注入法(BCI)开展等效试验；然而，该方法存在以下问题：一是没有研究辐射和注入时各芯线响应是否严格相等，没有明确等效性的适用范围；二是对于受试设备(EUT)响应为非线性的情况，采用将辐射场强和线缆感应电流间关系线性外推的方法可能导致试验出现较大误差；三是对于线缆两端设备响应需要同时考核且均可能表现非线性的情况，没有给出可行的等效试验方法；除上述试验方法外，目前电磁辐射效应的等效试验方法主要包括基于混响室的测试方法、低电平扫描场法和差模电流注入法等；其中，基于混响室的测试方法同样难以满足GJB1389A-2005规定的辐射场强要求，且该方法与全电平辐射法的相关性仍需深入研究；低电平扫描场法主要适用于孔缝和屏蔽体透射耦合通道的情况，且其与全电平电磁辐射法的相关性同样有待提高；差模电流注入法适用于对同轴线缆互联***开展等效注入试验，对于多芯线缆情况难以适用；因此，仍然应当依托BCI技术开展多芯线缆耦合途径下的强场电磁辐射敏感度测试，但需要提出新的试验方法，解除现有BCI等效方法的局限性；为此，针对典型屏蔽和非屏蔽多芯线缆，以线缆终端响应相等作为等效依据，研究整体电磁辐射和BCI注入时线缆各芯线终端响应对应相等的条件和实现途径，提出非线性响应条件下BCI等效强电磁场辐射效应试验方法，能够为多芯线缆耦合途径下互联***的强电磁场辐射敏感度测试提供有效技术手段；使用BCI方法对多芯线缆开展注入试验时，直接将注入和监测探头卡在受试线缆上，试验开展起来十分方便；在严格意义上，BCI等效注入试验需要保证各芯线终端响应均与电磁辐射试验时一致，而目前的研究一般是进行简化处理，认为辐射和注入时各芯线的响应始终相等，缺少严格意义上的研究，这同样可能会导致等效试验产生误差；对于如何将BCI用于等效强电磁场辐射效应试验，目前相关研究较少，现有测试标准中给出的方法是根据已经给定的1V/m场强下监测探头的响应电流曲线，将曲线中的响应电流乘以最终关心的高场强幅值，所得结果等于该场强下监测探头应有的响应电流值IH；之后开展BCI试验，调节注入探头的输入功率，保证监测探头所得电流值等于计算得到的值IH，此时所得EUT响应与高场强辐射时等效；这种方法采用了线性外推的思想，但对于非线性EUT，这种线性外推方法可能会导致较大的试验误差。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种多芯线缆大电流注入等效强场辐射效应试验方法及***，主要针对互联线缆为屏蔽和非屏蔽多芯线缆的互联***，所述方法具有能够在受试设备响应为非线性的情况下等效强场辐射试验的优势。
本发明的多芯线缆大电流注入等效强场辐射效应试验方法，所述方法包括如下步骤：
1)对于线缆终端受试设备没有可监测输出响应的情况，在线缆终端以并联方式接入电光-光电转换设备，电光-光电转换设备输出连接接收机，对于线缆终端设备的输出响应可监测的情况，则将其输出通过电光-光电转换设备接至接收机；
2)开展注入预试验，对于每个测试频点，调整注入探头在线缆上的位置，避免注入效率过低；
3)开展低场强辐射预试验：在实验室电磁环境模拟能力范围内，选取辐射场强值E1，对于每个测试频点，调整两注入探头在线缆上的位置，观察两终端设备响应大小随注入位置的变化情况，放弃终端响应小的注入位置，在多个终端响应大的位置选取其中一个，确定后不再移动注入探头；对于受试设备输出响应可监测的情况，
在实验室电磁环境模拟能力范围内，选取辐射场强值E1，选取时，在受试设备端监测响应利用接收机能够准确测量的前提下，尽量降低辐射场强，若受试设备输出响应可直接监测，则使受试设备响应处于线性区，接着，使用矢量网络分析仪分别测试两端设备差模响应幅值和相位差；选取合适的峰值场强值E1，对于受试设备输出响应可监测的情况，保证受试设备响应处于线性区且响应幅值能够被准确监测，对于受试设备输出响应不可监测的情况，则保证受试设备响应能够被准确监测，沿线缆中轴线旋转线缆至不同角度，旋转的角度数等于360度除以线缆旋转一周所用次数，其中线缆转一周的旋转次数不少于多芯线缆最外层芯线的数目，按照电磁辐射敏感度试验要求改变天线位置，测试得到不同天线位置、不同旋转角度下多芯线缆中各芯线对间的最大差模响应；
4)开展与低场强电磁辐射等效的注入试验，调整注入源输出，保证注入时各芯线对间差模响应均不弱于电磁辐射时情况，即通过注入保证其中某一芯线对间差模响应与电磁辐射时一致，其余芯线对间注入响应均大于等于对应电磁辐射时响应；在上述等效原则下，获取电磁辐射场强E1和等效注入电压U1的比例系数k＝U1/E1，多次试验求取k的平均值；
5)开展多芯线缆电流注入等效强场连续波电磁辐射效应试验：去掉并联接入用于测试终端响应的设备，保持线缆姿态和注入探头位置不变，根据需要开展强场辐射试验的场强值E2，计算得到等效注入电压值，注入试验所得结果与强场电磁辐射试验等效。
一种多芯线缆大电流注入等效强场辐射效应试验***，所述***包括终端设备响应可监测时辐射配置模块、终端设备响应可监测时注入试验配置模块，终端设备响应不可监测时辐射配置模块、终端设备响应不可监测时注入试验配置模块，所述终端设备响应可监测时辐射配置模块包括多芯线缆，及连接于多芯线缆一端的辅助设备，及连接于多芯线缆另一端的受试设备；所述受试设备输出端连接有电光-光电转换设备；所述电光-光电转换设备输出端连接到接收机；所述多芯线缆靠近受试设备一侧设置有注入探头；所述注入探头输入端口连接到匹配负载；及设置于多芯线缆周围的辐射激励源；所述终端设备响应可监测时注入试验配置模块包括多芯线缆，及连接于多芯线缆一端的辅助设备，及连接于多芯线缆另一端的受试设备；所述受试设备输出端连接有电光-光电转换设备；所述电光-光电转换设备输出端连接到接收机；所述多芯线缆靠近受试设备一侧设置有注入探头；所述注入探头输入端口连接到注入激励源；所述终端设备响应不可监测时辐射配置模块包括多芯线缆，及连接于多芯线缆一端的辅助设备，及连接于多芯线缆另一端的受试设备；所述受试设备一端并接有电光-光电转换设备；所述电光-光电转换设备输出端连接到接收机；所述多芯线缆靠近受试设备一侧设置有注入探头；所述注入探头输入端口连接到匹配负载；及设置于多芯线缆周围的辐射激励源；所述终端设备响应不可监测时注入试验配置模块包括多芯线缆，及连接于多芯线缆一端的辅助设备，及连接于多芯线缆另一端的受试设备；所述受试设备一端并接有电光-光电转换设备；所述电光-光电转换设备输出端连接到接收机；所述多芯线缆靠近受试设备一侧设置有注入探头；所述注入探头输入端口连接到注入激励源；对于输出响应不可监测的情况，场强和注入电压的等效关系是在线缆两端并联接入光电接收机的情况下测到的，当线缆两端仅连接实际受试设备时，上述场强和注入电压的等效关系不变；低场强电磁辐射试验时，将多芯线缆互联***置于电波暗室或开阔场环境下，在线缆上接入一个大电流注入探头，探头输入端口连接匹配负载；根据电磁兼容标准中电磁辐射敏感度的测试要求选取辐射天线位置，天线连接信号源和功率放大器；注入试验时，注入探头位置不变，其端口改接注入源；电磁辐射和注入时线缆终端关心的响应需同时进行监测。
进一步地，所述辐射激励源根据电磁兼容标准中电磁辐射敏感度的测试要求选取辐射天线位置，天线连接信号源和功率放大器。
进一步地，所述接收机处设置矢量网络分析仪；所述矢量网络分析仪为具备接收机模式且能够测试端口间相位差的矢量网络分析仪。
与现有技术相比较，本发明的多芯线缆大电流注入等效强场辐射效应试验方法及***，具有如下优点：
1.在多芯线缆耦合途径下，针对线缆终端设备响应在强场电磁辐射下会产生非线性的情况，为互联***强场电磁辐射适应性评估提供了新型技术手段。
2.通过选用可用上限频率大于400MHz的大电流注入探头，可突破现有大电流注入方法应用于400MHz以下的限制，为高速线缆互联***的强场电磁环境效应考核提供技术手段。
附图说明
图1是本发明终端设备响应可监测时多芯线缆互联***的辐射试验配置示意图。
图2是本发明终端设备响应可监测时多芯线缆互联***的注入试验配置示意图。
图3是本发明终端设备响应不可监测时多芯线缆互联***的低场强辐射试验配置示意图。
图4是本发明终端设备响应不可监测时多芯线缆互联***的注入等效低场强辐射试验配置示意图。
图5是本发明终端设备响应不可监测时多芯线缆互联***的注入等效强场强辐射试验配置示意图。
图6是本发明多芯线缆辐照试验配置示意图。
图7是本发明多芯线缆注入试验配置示意图。
图8本发明多芯线缆沿轴线转动辐照与注入终端负载响应试验结果示意图。
图9本发明非屏蔽四芯线缆BCI注入加严等效辐照效应试验结果示意图。
图10本发明屏蔽多芯线缆辐照与注入试验结果结果示意图。
图11本发明屏蔽四芯线缆BCI注入加严等效辐照效应试验结果示意图。
图12本发明屏蔽四芯线缆双端大电流共模注入时试验配置示意图。
图13本发明屏蔽四芯线缆双端注入时等效网络模型示意图。
图14本发明屏蔽四芯线缆电磁辐射试验配置示意图。
图15本发明屏蔽四芯线缆电磁辐射时等效网络模型示意图。
具体实施方式
实施例1：
如图1至图11所示，一种多芯线缆大电流注入等效强场辐射效应试验方法及***，所述方法包括如下步骤：
1)对于线缆终端受试设备没有可监测输出响应的情况，在线缆终端以并联方式接入电光-光电转换设备，电光-光电转换设备输出连接接收机，对于线缆终端设备的输出响应可监测的情况，则将其输出通过电光-光电转换设备接至接收机；
2)开展注入预试验，对于每个测试频点，调整注入探头在线缆上的位置，避免注入效率过低；
3)开展低场强辐射预试验：在实验室电磁环境模拟能力范围内，选取辐射场强值E1，对于每个测试频点，调整两注入探头在线缆上的位置，观察两终端设备响应大小随注入位置的变化情况，放弃终端响应小的注入位置，在多个终端响应大的位置选取其中一个，确定后不再移动注入探头；对于受试设备输出响应可监测的情况，
在实验室电磁环境模拟能力范围内，选取辐射场强值E1，选取时，在受试设备端监测响应利用接收机能够准确测量的前提下，尽量降低辐射场强，若受试设备输出响应可直接监测，则使受试设备响应处于线性区，接着，使用矢量网络分析仪分别测试两端设备差模响应幅值和相位差；选取合适的峰值场强值E1，对于受试设备输出响应可监测的情况，保证受试设备响应处于线性区且响应幅值能够被准确监测，对于受试设备输出响应不可监测的情况，则保证受试设备响应能够被准确监测，沿线缆中轴线旋转线缆至不同角度，旋转的角度数等于360度除以线缆旋转一周所用次数，其中线缆转一周的旋转次数不少于多芯线缆最外层芯线的数目，按照电磁辐射敏感度试验要求改变天线位置，测试得到不同天线位置、不同旋转角度下多芯线缆中各芯线对间的最大差模响应；
4)开展与低场强电磁辐射等效的注入试验，调整注入源输出，保证注入时各芯线对间差模响应均不弱于电磁辐射时情况，即通过注入保证其中某一芯线对间差模响应与电磁辐射时一致，其余芯线对间注入响应均大于等于对应电磁辐射时响应；在上述等效原则下，获取电磁辐射场强E1和等效注入电压U1的比例系数k＝U1/E1，多次试验求取k的平均值；
5)开展多芯线缆电流注入等效强场连续波电磁辐射效应试验：去掉并联接入用于测试终端响应的设备，保持线缆姿态和注入探头位置不变，根据需要开展强场辐射试验的场强值E2，计算得到等效注入电压值，注入试验所得结果与强场电磁辐射试验等效。
一种多芯线缆大电流注入等效强场辐射效应试验***，所述***包括终端设备响应可监测时辐射配置模块、终端设备响应可监测时注入试验配置模块，终端设备响应不可监测时辐射配置模块、终端设备响应不可监测时注入试验配置模块，所述终端设备响应可监测时辐射配置模块包括多芯线缆，及连接于多芯线缆一端的辅助设备，及连接于多芯线缆另一端的受试设备；所述受试设备输出端连接有电光-光电转换设备；所述电光-光电转换设备输出端连接到接收机；所述多芯线缆靠近受试设备一侧设置有注入探头；所述注入探头输入端口连接到匹配负载；及设置于多芯线缆周围的辐射激励源；所述终端设备响应可监测时注入试验配置模块包括多芯线缆，及连接于多芯线缆一端的辅助设备，及连接于多芯线缆另一端的受试设备；所述受试设备输出端连接有电光-光电转换设备；所述电光-光电转换设备输出端连接到接收机；所述多芯线缆靠近受试设备一侧设置有注入探头；所述注入探头输入端口连接到注入激励源；所述终端设备响应不可监测时辐射配置模块包括多芯线缆，及连接于多芯线缆一端的辅助设备，及连接于多芯线缆另一端的受试设备；所述受试设备一端并接有电光-光电转换设备；所述电光-光电转换设备输出端连接到接收机；所述多芯线缆靠近受试设备一侧设置有注入探头；所述注入探头输入端口连接到匹配负载；及设置于多芯线缆周围的辐射激励源；所述终端设备响应不可监测时注入试验配置模块包括多芯线缆，及连接于多芯线缆一端的辅助设备，及连接于多芯线缆另一端的受试设备；所述受试设备一端并接有电光-光电转换设备；所述电光-光电转换设备输出端连接到接收机；所述多芯线缆靠近受试设备一侧设置有注入探头；所述注入探头输入端口连接到注入激励源；对于输出响应不可监测的情况，场强和注入电压的等效关系是在线缆两端并联接入光电接收机的情况下测到的，当线缆两端仅连接实际受试设备时，上述场强和注入电压的等效关系不变；低场强电磁辐射试验时，将多芯线缆互联***置于电波暗室或开阔场环境下，在线缆上接入一个大电流注入探头，探头输入端口连接匹配负载；根据电磁兼容标准中电磁辐射敏感度的测试要求选取辐射天线位置，天线连接信号源和功率放大器；注入试验时，注入探头位置不变，其端口改接注入源；电磁辐射和注入时线缆终端关心的响应需同时进行监测。
其中，所述辐射激励源根据电磁兼容标准中电磁辐射敏感度的测试要求选取辐射天线位置，天线连接信号源和功率放大器。所述接收机处设置矢量网络分析仪；所述矢量网络分析仪为具备接收机模式且能够测试端口间相位差的矢量网络分析仪。
实施例2：
如图6和图7所示；首先完成非屏蔽多芯线缆辐照与注入试验，试验过程中，线缆沿着轴线转动，不同线对终端负载响应是否存在显著变化，即考查非屏蔽多芯线缆在辐照试验过程中不同线对之间是否存在遮挡效应；试验频率分别为100、400、800MHz，黄黑和棕灰分别组成2个线对，为了使影响因素降为最低，线对两终端均接50Ω负载，采用电光-光电转换、光纤传输方式，分别测试两线对在辐照和注入试验条件下的右端响应，试验结果如图8所示，由图8中的试验数据可以看出：多芯线缆沿轴线转动，不同角度位置辐照条件下终端负载响应试验结果相差较大，最大相对误差达11.8dBm；多芯线缆不同线对间终端负载的响应，主要是由多芯线缆感应的共模电流，通过终端电路的不平衡性，共-差模转化而来的；因此，多芯线缆在辐照试验过程中不同线对之间的遮挡效应明显，需要通过沿轴线旋转找到辐照最严酷的响应状态，进而开展加严等效的注入试验；按照上述给出的试验方法进行实验，所得试验结果如图9所示。
接着，完成屏蔽多芯线缆辐照与注入试验，在试验过程中，线缆沿着轴线转动，不同线对终端负载响应是否存在显著变化，即考查屏蔽多芯线缆在辐照试验过程中不同线对之间是否存在遮挡效应；试验频率为150MHz，红黄和蓝绿分别组成2个线对，为了使影响因素降为最低，线对两终端均接50Ω负载，采用电光-光电转换、光纤传输方式，分别测试两线对在辐照和注入试验条件下的右端响应，试验配置如图10所示，由图10中的试验数据可以看出：屏蔽线缆沿轴线转动，不同角度位置辐照(注入)终端负载响应试验结果相差较小，最大相对误差为1.1dBm，由于屏蔽线缆终端负载的响应，主要是由屏蔽层感应电流通过转移阻抗转化为多芯线缆的共模电流，再通过电路的不平衡性，线缆终端共-差模转化而来的；因此，屏蔽多芯线缆在辐照试验过程中不同线对之间的遮挡效应不明显，在寻找辐照最严酷的响应状态时，可以减少对线缆旋转的次数；根据加严等效试验方法，可得注入等效电磁辐射试验的结果如图11所示。
在监测线缆两端受试设备响应时，若两受试设备没有可监测的输出响应，可以采用并联接入的方式测试两受试设备输入端口的响应，由于辐射场强和注入电压的等效关系与两端受试设备特性无关，因此这种测试方式同样不会影响等效注入方法的准确性，其验证如下：
双端注入的试验配置如图12所示，其等效简化的网络模型如图13所示，与单端注入方法类似，可得
Figure GDA0003693309030000101
Figure GDA0003693309030000102
Figure GDA0003693309030000103
Figure GDA0003693309030000104
Figure GDA0003693309030000105
Figure GDA0003693309030000106
Figure GDA0003693309030000107
FP1＝(VS1-YP1·VS1)T (8)
FP2＝(VS2-YP2·VS2)T (9)
Figure GDA0003693309030000108
Figure GDA0003693309030000109
Figure GDA00036933090300001010
Figure GDA0003693309030000111
Figure GDA0003693309030000112
VS1＝VS1(1 0)T (15)
VS2＝VS2(1 0)T (16)
其中，ZC为平行双线模态域矩阵，ZCM为平行双线共模特性阻抗，ZDM为平行双线差模特性阻抗，ΦW(L1)为左端探头左侧模态域下平行双线传输矩阵，对应平行双线长度为L1，ΦW(L2)为左端探头右侧至右端探头左侧模态域下平行双线传输矩阵，对应平行双线长度为L2，ΦW(L3)为右端探头右侧模态域下平行双线传输矩阵，对应平行双线长度为L3，ΦP1为左端探头模态域矩阵，ZP1为模态域左端探头阻抗矩阵，YP1为模态域左端探头导纳矩阵，
Figure GDA0003693309030000113
为左端探头耦合到平行双线上的共模阻抗，
Figure GDA0003693309030000114
为左端探头耦合到平行双线上的差模阻抗，
Figure GDA0003693309030000115
为左端探头耦合到平行双线上的共模导纳，
Figure GDA0003693309030000116
为左端探头耦合到平行双线上的差模导纳。ΦP1为右端探头模态域矩阵，ZP2为模态域右端探头阻抗矩阵，YP2为模态域右端探头导纳矩阵，
Figure GDA0003693309030000117
为右端探头耦合到平行双线上的共模阻抗，
Figure GDA0003693309030000118
为右端探头耦合到平行双线上的差模阻抗，
Figure GDA0003693309030000119
为右端探头耦合到平行双线上的共模导纳，
Figure GDA00036933090300001110
为右端探头耦合到平行双线上的差模导纳。
根据链路参数计算方法，可得
Figure GDA00036933090300001111
Figure GDA00036933090300001112
Figure GDA00036933090300001113
其中，
Figure GDA00036933090300001114
为模态域下注入法右端EUT的响应矩阵，
Figure GDA00036933090300001115
为模态域下注入法左端测试设备的响应矩阵，FP1为左端探头源向量，VS1为左端注入源向量，VS1为左端注入探头加载到平行双线上的共模电压。FP2为右端探头源向量，VS2为右端注入源向量，VS2为右端注入探头加载到平行双线上的共模电压。进一步得
Figure GDA0003693309030000121
下面计算辐射时响应，辐射时试验配置如图14所示，对应的网络模型如图15所示。
可得
Figure GDA0003693309030000122
Figure GDA0003693309030000123
Figure GDA0003693309030000124
其中
Figure GDA0003693309030000125
由于场线耦合过程为线性过程，S1、S2与辐射场强E成线性关系，因此，VSL1、VSR1、VSL2、VSR2、VSL3、VSR3与辐射场强E成线性关系。
将式(22)带入(21)并展开得
Figure GDA0003693309030000131
下面分析辐射和注入时终端响应间关系。由于关注的重点是左右两终端的差模响应，需要满足左右两端的差模响应相等，即
Figure GDA0003693309030000132
在上述约束条件下，可得注入电压与电磁辐射时等效电压源关系为
Figure GDA0003693309030000133
经过计算可得，上式中各k参数与左右两端受试设备是没有任何关系的，而VSL1，VSR1，VSL2，VSR2均与场强E成线性关系，因此，可以得出结论：辐射场强E和等效注入电压VS1和VS2成线性关系，双端大电流注入是可以实现线性等效辐照的情况，且不受左右两端受试设备阻抗参数的影响。
上述实施例，仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (3)

1.多芯线缆大电流注入等效强场辐射效应试验方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
1）对于线缆终端受试设备没有可监测输出响应的情况，在线缆终端以并联方式接入电光-光电转换设备，电光-光电转换设备输出连接接收机，对于线缆终端设备的输出响应可监测的情况，则将其输出通过电光-光电转换设备接至接收机；
2）开展注入预试验，对于每个测试频点，调整注入探头在线缆上的位置，避免注入效率过低；
3）开展低场强辐射预试验：在实验室电磁环境模拟能力范围内，选取辐射场强值E1，对于每个测试频点，调整两注入探头在线缆上的位置，观察两终端设备响应大小随注入位置的变化情况，放弃终端响应小的注入位置，在多个终端响应大的位置选取其中一个，确定后不再移动注入探头；对于受试设备输出响应可监测的情况，
在实验室电磁环境模拟能力范围内，选取辐射场强值E1，选取时，在受试设备端监测响应利用接收机能够准确测量的前提下，尽量降低辐射场强，若受试设备输出响应可直接监测，则使受试设备响应处于线性区，接着，使用矢量网络分析仪分别测试两端设备差模响应幅值和相位差；使受试设备响应处于线性区且响应幅值能够被准确监测，对于受试设备输出响应不可监测的情况，则保证受试设备响应能够被准确监测，沿线缆中轴线旋转线缆至不同角度，旋转的角度数等于360度除以线缆旋转一周所用次数，其中线缆转一周的旋转次数不少于多芯线缆最外层芯线的数目，按照电磁辐射敏感度试验要求改变天线位置，测试得到不同天线位置、不同旋转角度下多芯线缆中各芯线对间的最大差模响应；
4）开展与低场强电磁辐射等效的注入试验，调整注入源输出，保证注入时各芯线对间差模响应均不弱于电磁辐射时情况，即通过注入保证其中某一芯线对间差模响应与电磁辐射时一致，其余芯线对间注入响应均大于等于对应电磁辐射时响应；在上述等效原则下，获取电磁辐射场强E1和等效注入电压U1的比例系数k=U1/E1，多次试验求取k的平均值；
5）开展多芯线缆电流注入等效强场连续波电磁辐射效应试验：去掉并联接入用于测试终端响应的设备，保持线缆姿态和注入探头位置不变，根据需要开展强场辐射试验的场强值E2，计算得到等效注入电压值 ，注入试验所得结果与强场电磁辐射试验等效；
所述方法采用如下***；所述***包括终端设备响应可监测时辐射配置模块、终端设备响应可监测时注入试验配置模块，终端设备响应不可监测时辐射配置模块、终端设备响应不可监测时注入试验配置模块，所述终端设备响应可监测时辐射配置模块包括多芯线缆，及连接于多芯线缆一端的辅助设备，及连接于多芯线缆另一端的受试设备；所述受试设备输出端连接有电光-光电转换设备；所述电光-光电转换设备输出端连接到接收机；所述多芯线缆靠近受试设备一侧设置有注入探头；所述注入探头输入端口连接到匹配负载；及设置于多芯线缆周围的辐射激励源；所述终端设备响应可监测时注入试验配置模块包括多芯线缆，及连接于多芯线缆一端的辅助设备，及连接于多芯线缆另一端的受试设备；所述受试设备输出端连接有电光-光电转换设备；所述电光-光电转换设备输出端连接到接收机；所述多芯线缆靠近受试设备一侧设置有注入探头；所述注入探头输入端口连接到注入激励源；所述终端设备响应不可监测时辐射配置模块包括多芯线缆，及连接于多芯线缆一端的辅助设备，及连接于多芯线缆另一端的受试设备；所述受试设备一端并接有电光-光电转换设备；所述电光-光电转换设备输出端连接到接收机；所述多芯线缆靠近受试设备一侧设置有注入探头；所述注入探头输入端口连接到匹配负载；及设置于多芯线缆周围的辐射激励源；所述终端设备响应不可监测时注入试验配置模块包括多芯线缆，及连接于多芯线缆一端的辅助设备，及连接于多芯线缆另一端的受试设备；所述受试设备一端并接有电光-光电转换设备；所述电光-光电转换设备输出端连接到接收机；所述多芯线缆靠近受试设备一侧设置有注入探头；所述注入探头输入端口连接到注入激励源。
2.根据权利要求1所述的多芯线缆大电流注入等效强场辐射效应试验方法，其特征在于：所述辐射激励源根据电磁兼容标准中电磁辐射敏感度的测试要求选取辐射天线位置，天线连接信号源和功率放大器。
3.根据权利要求1所述的多芯线缆大电流注入等效强场辐射效应试验方法，其特征在于：所述接收机处设置矢量网络分析仪；所述矢量网络分析仪为具备接收机模式且能够测试端口间相位差的矢量网络分析仪。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113030591A (zh) * 2021-02-24 2021-06-25 中国人民解放军陆军工程大学 一种非屏蔽多芯线缆耦合通道大电流注入等效试验方法
CN113030590B (zh) * 2021-02-24 2023-05-09 中国人民解放军陆军工程大学 一种屏蔽线耦合通道大电流注入等效替代辐照试验方法
CN113267098B (zh) * 2021-04-29 2022-07-15 北京理工大学 电火工品电磁辐射效应高场强等效试验***及试验方法
CN114167148A (zh) * 2021-12-03 2022-03-11 中国工程物理研究院流体物理研究所 一种模拟x射线辐照卫星产生电磁场的***
CN116990606B (zh) * 2023-07-17 2024-03-22 中国人民解放军陆军工程大学 一种电缆束注入各线对同时等效连续波电磁辐照试验方法
CN116699257B (zh) * 2023-08-02 2023-11-28 合肥航太电物理技术有限公司 一种低电平扫描场的高强辐射场测试装置及其测试方法
CN116879664B (zh) * 2023-09-06 2023-11-24 合肥航太电物理技术有限公司 一种高强辐射场的低电平直接驱动测试装置及其测试方法

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9111264D0 (en) * 1991-05-24 1991-07-17 Rover Group Electromagnetic compatibility testing and apparatus therefor
EP0607481A1 (en) * 1993-01-19 1994-07-27 Electronic Development, Inc. Apparatus and method for electromagnetical field susceptibility testing
US6121779A (en) * 1998-08-14 2000-09-19 General Electric Company Bulk current injection system
US6242925B1 (en) * 1999-03-12 2001-06-05 General Electric Company EMI susceptibility testing apparatus and method
CN101191806A (zh) * 2006-11-29 2008-06-04 比亚迪股份有限公司 测试汽车电磁敏感度的设备和方法
JP2012154690A (ja) * 2011-01-24 2012-08-16 Fuji Electric Co Ltd カレントプローブモデル化方法、カレントプローブモデル作成装置、シミュレーション方法、シミュレーション装置、及びプログラム
CN103926483A (zh) * 2013-12-11 2014-07-16 陕西海泰电子有限责任公司 低电平扫频电流测试***及测试方法
CN105044494A (zh) * 2015-06-29 2015-11-11 中国航空无线电电子研究所 一种用于电磁兼容性试验的表面电流注入测量法
WO2017071413A1 (zh) * 2015-10-29 2017-05-04 全球能源互联网研究院 高电压大电流复合注入的直流断路器合成试验电路和方法
KR20170071823A (ko) * 2015-12-16 2017-06-26 현대오트론 주식회사 BCI(Bulk Current Injection) 테스트 장치 및 BCI 테스트 방법
CN106908670A (zh) * 2017-01-12 2017-06-30 深圳市沃特玛电池有限公司 一种大电流注入法测试装置
CN107121598A (zh) * 2017-04-14 2017-09-01 南京航空航天大学 一种场多导体传输线耦合的辐射敏感度测试方法
JP2017174398A (ja) * 2016-03-18 2017-09-28 ローム株式会社 コンピュータシミュレーション方法、伝送線路モデルの生成方法
CN109116158A (zh) * 2018-09-21 2019-01-01 广州市诚臻电子科技有限公司 一种大电流注入探头及电磁兼容测试装置
CN208334615U (zh) * 2018-06-05 2019-01-04 北京经纬恒润科技有限公司 一种大电流注入试验***的校验装置
CN110794429A (zh) * 2019-12-18 2020-02-14 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 无人机gps模块bci电磁效应等效替代试验***和方法
CN211348636U (zh) * 2019-12-18 2020-08-25 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 无人机***电磁效应的等效试验装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8159240B2 (en) * 2009-01-09 2012-04-17 Tdk Corporation Bulk current injection (BCI) probe with multiple, symmetrically spaced feeds
US8755782B2 (en) * 2010-08-24 2014-06-17 Lg Electronics Inc. Mobile terminal and method of controlling operation of the mobile terminal
TWI495882B (zh) * 2013-06-20 2015-08-11 Univ Nat Sun Yat Sen 印刷電路板輻射干擾的估測方法
JP6338830B2 (ja) * 2013-07-05 2018-06-06 ローム株式会社 複数の電気回路を含むデバイスの評価方法
US20150061698A1 (en) * 2013-09-05 2015-03-05 Delphi Technologies, Inc. Electromagnetic interference (emi) test apparatus
JP6475477B2 (ja) * 2014-11-19 2019-02-27 進 渡邉 多芯ケーブルとコネクタとの接続確認装置

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9111264D0 (en) * 1991-05-24 1991-07-17 Rover Group Electromagnetic compatibility testing and apparatus therefor
EP0607481A1 (en) * 1993-01-19 1994-07-27 Electronic Development, Inc. Apparatus and method for electromagnetical field susceptibility testing
US6121779A (en) * 1998-08-14 2000-09-19 General Electric Company Bulk current injection system
US6242925B1 (en) * 1999-03-12 2001-06-05 General Electric Company EMI susceptibility testing apparatus and method
CN101191806A (zh) * 2006-11-29 2008-06-04 比亚迪股份有限公司 测试汽车电磁敏感度的设备和方法
JP2012154690A (ja) * 2011-01-24 2012-08-16 Fuji Electric Co Ltd カレントプローブモデル化方法、カレントプローブモデル作成装置、シミュレーション方法、シミュレーション装置、及びプログラム
CN103926483A (zh) * 2013-12-11 2014-07-16 陕西海泰电子有限责任公司 低电平扫频电流测试***及测试方法
CN105044494A (zh) * 2015-06-29 2015-11-11 中国航空无线电电子研究所 一种用于电磁兼容性试验的表面电流注入测量法
WO2017071413A1 (zh) * 2015-10-29 2017-05-04 全球能源互联网研究院 高电压大电流复合注入的直流断路器合成试验电路和方法
KR20170071823A (ko) * 2015-12-16 2017-06-26 현대오트론 주식회사 BCI(Bulk Current Injection) 테스트 장치 및 BCI 테스트 방법
JP2017174398A (ja) * 2016-03-18 2017-09-28 ローム株式会社 コンピュータシミュレーション方法、伝送線路モデルの生成方法
CN106908670A (zh) * 2017-01-12 2017-06-30 深圳市沃特玛电池有限公司 一种大电流注入法测试装置
CN107121598A (zh) * 2017-04-14 2017-09-01 南京航空航天大学 一种场多导体传输线耦合的辐射敏感度测试方法
CN208334615U (zh) * 2018-06-05 2019-01-04 北京经纬恒润科技有限公司 一种大电流注入试验***的校验装置
CN109116158A (zh) * 2018-09-21 2019-01-01 广州市诚臻电子科技有限公司 一种大电流注入探头及电磁兼容测试装置
CN110794429A (zh) * 2019-12-18 2020-02-14 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 无人机gps模块bci电磁效应等效替代试验***和方法
CN211348636U (zh) * 2019-12-18 2020-08-25 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 无人机***电磁效应的等效试验装置

Non-Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Bulk Current Injection in Twisted Wire Pairs With Not Perfectly Balanced Terminations;Flavia Grassi， Sergio A. Pignari;《IEEE TRANSACTIONS ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY》;20131231;全文 *
Circuit Modeling of Injection Probes for Bulk Current Injection;Flavia Grassi，Filippo Marliani，Sergio A. Pignari;《IEEE TRANSACTIONS ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY》;20070831;全文 *
Immunity to Conducted Noise of Data Transmission Along DC Power Lines Involving Twisted-Wire Pairs Above Ground;Flavia Grassi，Sergio A. Pignari;《IEEE TRANSACTIONS ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY》;20131231;全文 *
Research on the test method of substituting bulk current injection for electromagnetic radiation in the coupling channel of parallel double lines;Jiangning Sun,Xiaodong Pan,Xinfu Lu,Haojiang Wan, Guanghui W;《AIP Advances》;20210503;全文 *
The Concept of Weak Imbalance and Its Role in the Emissions and Immunity of Differential Lines;Flavia Grassi, Giordano Spadacini, Sergio A. Pignari;《IEEE TRANSACTIONS ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY》;20131231;全文 *
Theoretical Assessment of Bulk Current Injection Versus Radiation;Sergio Pignari,Flavio G. Canavero;《IEEE TRANSACTIONS ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY》;19960831;全文 *
低频线缆BCI等效替代强场连续波电磁辐射理论研究;杨茂松等;《河北师范大学学报》;20180930;第1段，图6 *
双绞线BCI等效替代强场电磁辐射实验研究;杨茂松 孙永卫 潘晓东 万浩江 卢新福;《微波学报》;20181231;全文 *
差模电流注入等效电磁脉冲辐射技术仿真研究;卢新福，魏光辉，潘晓东，范丽思，万浩江，张勇强;《中国舰船研究》;20150430;全文 *
平行双线BCI等效替代强场连续波电磁辐射实验研究;杨茂松，孙永卫，潘晓东，万浩江，卢新福;《强激光与粒子束》;20180930;第2.1节，图4 *
非屏蔽多芯线缆耦合通道大电流注入等效试验方法;孙江宁 潘晓东 卢新福 万浩江 魏光辉;《电波科学学报》;20220228;全文 *

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