EMI近场阵列测量及数据分析

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机场终端区通信设备逐渐增加,设备的集成化和小型化程度越来越高,高频大功率的设备有了更多的应用,使得机场终端区电磁环境更加复杂,通信设备所受到的电磁干扰也更复杂,进行干扰超标诊断和干扰来源判断显得非常重要。对于干扰问题的研究最重要的是准确定位干扰来源,以采取进一步的抗干扰措施。现阶段对于辐射电磁干扰(EMI)的近场测量已经成为了设备电磁兼容性预测试和故障诊断的重要方法之一。首先简要介绍了电磁辐射的基本理论,对电磁辐射的近场和远场进行了说明,为后续近场测量的研究奠定了坚实的基础。重点推导了环形探头的近场测量原理,将辐射电磁干扰强度与感应电压联系在一起,为EMI超标诊断提供了有效思路。然后为了提高辐射EMI的测量效率、测量精确度和测量尺度,改进设计了一种电小环探头,并用来构建用于EMI近场测量的电小环探头阵列。通过改变不同高度、距离及功率参数,构建了不同条件的干扰环境。根据实际测量数据直观显示了被测全向天线和定向天线的E面和H面辐射分布,重构了辐射信号空间分布状态,给出了不同干扰距离、不同干扰功率,同频干扰和带内干扰条件下的辐射干扰状态。可见探头阵列的应用不仅能够提高测量效率和精度,还可以重构EMI空间分布,便于辐射分布状态的分析。最后为了更准确判断设备的EMI超标诊断及干扰来源,构建了双信号源分析同频干扰和异频干扰的干扰磁场叠加形态,采用组合近场探头阵列方式,在开放环境中测试了S模式信号在不同干扰频率、干扰强度和干扰位置条件下的近场EMI状态参数,分析、归纳了近场电磁干扰场的组合特征。构建了三信号源并以其中两个信号源为干扰源分析了多信号干扰条件下的近场EMI分布规律。研究发现:同频异址干扰时的有用信号近场呈“喷射”状态,干扰越强“喷射”越强,但有极值;频差较大的异频共址干扰时有用信号近场增强且形状发生畸变,干扰越强畸变越严重;带内异频干扰的近场状态呈对称分布,干扰信号越强,有用信号与干扰信号之间的近场叠加越大,有极值;无论是单干扰条件还是多干扰条件,近场EMI分布均遵循同样的变化原理,且同频干扰对信号的影响大于带内干扰。根据干扰近场组合特征提出了干扰诊断的一般流程,为复杂电磁环境中干扰源的准确判断提供有效方法。
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