一种能够模拟无人飞机空中飞行状态的电磁环境效应试验方法及系统

摘要

本发明公开了一种能够模拟无人飞机空中飞行状态的电磁环境效应试验方法及系统，该方法首先采用超宽带电磁脉冲发生器作为辐射源，将放置有无人飞机的试验台设置在超宽带电磁脉冲发生器正前方；将地面控制平台放置于超宽带电磁脉冲发生器侧面，地面控制平台通过可调衰减器连接辐射天线；无人飞机内电子设备正常开机；然后增大可调衰减器的衰减量，将辐射天线发出的辐射信号减小，直至无人飞机失去控制，打开超宽带电磁脉冲发生器，生成要检验的电磁环境，调整无人飞机位置，辐射无人飞机的某个部位，在地面控制平台上观察并记录无人飞机的抗电磁干扰性能；本发明的优点是能够得到无人飞机的真实磁敏感阈值，真正用于指导无人飞机的飞行电磁安全。

说明书

技术领域

本发明属于电磁环境效应试验领域，具体涉及一种能够模拟无人飞机空中飞行状态的电磁环境效应试验方法及系统。

背景技术

无人飞机是一种由地面控制平台操控的空中飞行器，可用于复杂地域的空中作业，目前无人飞机的种类越来越多，应用也越来越广泛。无人飞机由于追求轻盈，外壳一般使用复合材料，基本没有屏蔽能力。另外一方面，无人飞机电子化程度高，在空中飞行时地面控制平台与无人飞机通过电磁波进行信息交互，其工作状态容易受到电磁环境的影响。

目前国内还没有针对无人飞机制定电磁环境试验标准，在开展无人飞机的电磁环境效应检验时主要参考国家标准GB4343.1-2009、GB/T7260.2-2009、GB/T10250-2007、GB/T15540-2006等以及国家军用标准GJB151B-2013、GJB1389A-2005等。上述标准主要是普通电子设备的电磁兼容性试验方法和要求，在实际使用中发现通过上述标准检验的无人飞机依然易受电磁环境干扰，说明该标准不适合用于检验无人飞机的电磁环境效应。

目前，在实验室条件下开展无人飞机电磁环境效应试验存在以下问题：一是如何逼真模拟无人飞机的空中飞行姿态的变化，无人飞机在爬升和俯冲时与水平线均有一定的倾角变化；二是如何逼真模拟无人飞机飞行距离的动态变化过程，因为飞行距离不同无人飞机与地面控制平台之间的用于信息交互的电磁波的强度不同，其受电磁环境影响的难易程度也在发生变化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种试验过程简单，可根据实际飞行条件有效模拟无人飞机在高空飞行状态的电磁环境效应试验方法及系统。

本发明采用如下技术方案：

一种能够模拟无人飞机空中飞行状态的电磁环境效应试验方法，其包括如下步骤：

步骤1、搭建实验环境：

采用超宽带电磁脉冲发生器作为电磁环境辐射源，将放置有所述无人飞机的试验台设置在超宽带电磁脉冲发生器正前方，所述试验台为可旋转的俯仰调节装置；将地面控制平台放置于超宽带电磁脉冲发生器的侧面，使之偏离超宽带电磁脉冲发生器的辐射方向，所述地面控制平台通过可调衰减器连接辐射天线；

所述无人飞机内部所有电子设备均正常开机工作；

步骤2、逐渐增大所述可调衰减器的衰减量，将所述地面控制平台通过辐射天线发出的辐射信号逐渐减小，直至所述无人飞机处于失去控制状态，然后在此基础上将可调衰减器的衰减量减小2~5dB；

步骤3、打开超宽带电磁脉冲发生器，生成需要检验的电磁环境，辐射无人飞机的某个部位，在地面控制平台上观察并记录无人飞机的抗电磁干扰性能；

步骤4、调整无人飞机的旋转和俯仰装置，重复步骤3，分别辐射无人飞机在不同俯仰角度下的不同部位，观察并记录无人飞机的抗电磁干扰性能。

一种能够模拟无人飞机空中飞行状态的电磁环境效应试验方法的试验系统，其包括可旋转且可俯仰调节的试验台、超宽带电磁脉冲发生器、地面控制平台、可调衰减器和辐射天线；所述试验台放置在超宽带电磁脉冲发生器的正前方，所述无人飞机放置在试验台上；所述地面控制平台、可调衰减器和辐射天线组成的地面控制信号台放置在所述超宽带电磁脉冲发生器的侧面，所述地面控制平台经可调衰减器连接辐射天线，并通过辐射天线与所述无人飞机相通信。

进一步的，所述步骤2中，直至所述无人飞机处于失去控制状态后，优选的衰减量减小值为2dB；

进一步的，所述试验台采用透波材料。

进一步的，所述透波材料为聚四氟乙烯或木质材料。

进一步的，所述试验台为可调节桌腿高度的桌子，能够实现无人飞机的俯仰角度变化；所述桌腿中间为套管结构，可通过顺时针或逆时针旋转套管缩短或拉伸桌腿的长度。

进一步的，所述桌子的桌面上设有转台，所述转台旋转固定在桌面上，所述无人飞机固定设置在所述转台上；所述桌面上设置有圆形凹槽，用于放置转台，所述转台下有与圆形凹槽相匹配的圆形导轨，实现360°旋转。

进一步的，所述转台边缘设置有把手，用于旋转所述转台时受力；所述把手采用透波材料制成，透波材料可以为聚四氟乙烯或木质材料；所述无人飞机放置在转台上，所述无人飞机通过弹性绳固定在所述把手上；所述把手可设置4个，均布在转台边缘，每个相隔90°。

本发明的有益效果如下：

本发明通过将无人飞机内的电子系统开启，使得无人飞机的工作状态与飞行时一致，同时将试验台用透波材料制成，不吸收和反射试验用电磁波，好处是确保辐射到无人飞机上的电磁波不受环境影响，不发生畸变。

在试验台上设置可旋转的俯仰调节装置，试验台桌腿采用可伸缩套管，实现高度调节，好处是能够调节试验台上面的飞机与水平线的夹角，模拟无人飞机的俯冲和爬升姿态；试验台表面设置可旋转圆形平台，好处是试验时不用挪动飞机和超宽带电磁脉冲发生器位置，即可实现对无人飞机的机头、机翼、机尾等关键部位的电磁辐射。

模拟无人飞机逐渐飞离地面控制平台时，两者之间用于信息交互的电磁波逐渐减弱，本发明通过调整串接的可调衰减器来动态调整无人飞机与地面控制平台之间用于信息交互电磁波的强弱，以此模拟无人飞机逐渐飞离地面控制平台这一过程。在无人飞机的地面控制平台与其辐射天线之间串接可调衰减器，逐渐增大可调衰减器的衰减量，将地面控制平台的辐射信号逐渐减小至无人飞机处于失去控制状态，然后在此基础上将可调衰减器的衰减量减小2~5dB，此时模拟无人飞机最大飞行半径，此种状态下得到的电磁敏感阈值才是无人飞机的真实的磁敏感阈值，才能真正用于指导无人飞机的飞行电磁安全。

附图说明

图1为本系统的结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明作进一步说明。

实施例，参照图1：其包括如下步骤：

步骤1、搭建实验环境：

采用超宽带电磁脉冲发生器作为电磁环境辐射源，将放置有所述无人飞机的试验台设置在超宽带电磁脉冲发生器正前方，所述试验台为可旋转的俯仰调节装置；将地面控制平台放置于超宽带电磁脉冲发生器正前方的侧面，使之偏离超宽带电磁脉冲发生器的辐射方向，所述地面控制平台通过可调衰减器连接辐射天线；

所述无人飞机内部所有电子设备均正常开机工作；

步骤2、逐渐增大所述可调衰减器的衰减量，将所述地面控制平台通过辐射天线发出的辐射信号逐渐减小，直至所述无人飞机处于失去控制状态，然后在此基础上将可调衰减器的衰减量减小2~5dB；

步骤3、打开超宽带电磁脉冲发生器，生成需要检验的电磁环境，辐射无人飞机的某个部位，在地面控制平台上观察并记录无人飞机的抗电磁干扰性能；当地面控制平台显示连接不上无人飞机或技术参数发生变化时，根据这些现象和数据变化判断无人飞机的抗电磁干扰性能；

步骤4、调整无人飞机的旋转和俯仰装置，重复步骤3，分别辐射无人飞机在不同俯仰角度下的不同部位，观察并记录无人飞机的抗电磁干扰性能。

一种能够模拟无人飞机空中飞行状态的电磁环境效应试验方法的试验系统，其包括可旋转且可俯仰调节的试验台、超宽带电磁脉冲发生器、地面控制平台、可调衰减器和辐射天线；所述试验台放置在超宽带电磁脉冲发生器的正前方，所述无人飞机放置在试验台上；所述地面控制平台、可调衰减器和辐射天线组成的地面控制信号台放置在所述超宽带电磁脉冲发生器的侧面，所述地面控制平台经可调衰减器连接辐射天线，并通过辐射天线与所述无人飞机相通信。

进一步的，所述步骤2中，直至所述无人飞机处于失去控制状态后，优选的衰减量减小值为2dB；

进一步的，所述试验台采用透波材料。

进一步的，所述透波材料为聚四氟乙烯或木质材料。

进一步的，所述试验台为可调节桌腿高度的桌子，能够实现无人飞机的俯仰角度变化；所述桌腿中间为套管结构，可通过顺时针或逆时针旋转套管缩短或拉伸桌腿的长度。

进一步的，所述桌子的桌面上设有转台，所述转台旋转固定在桌面上，所述无人飞机固定设置在所述转台上；所述桌面上设置有圆形凹槽，用于放置转台，所述转台下有与圆形凹槽相匹配的圆形导轨，实现360°旋转。

进一步的，所述转台边缘设置有把手，用于旋转所述转台时受力；所述把手采用透波材料制成，透波材料可以为聚四氟乙烯或木质材料；所述无人飞机放置在转台上，所述无人飞机通过弹性绳固定在所述把手上；所述把手可设置4个，均布在转台边缘，每个相隔90°。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。