本發(fā)明涉及一種航天器系統(tǒng)級瞬態(tài)電磁兼容性分析方法，屬于航天器電磁兼容性。

背景技術：

1、隨著航天器先進技術和設備的不斷發(fā)展進步，具有瞬態(tài)工作模式的系統(tǒng)和設備越來越多的應用到航天器上，如各類的sar系統(tǒng)等。這使得航天器系統(tǒng)的電磁環(huán)境出現(xiàn)了瞬態(tài)特性。相對于傳統(tǒng)的以穩(wěn)態(tài)特性為主的電磁特性，瞬態(tài)電磁特性對航天器系統(tǒng)電磁兼容性影響的分析和評估難度更大，主要表現(xiàn)在瞬態(tài)電磁特性的不確定性更大。瞬態(tài)電磁特性涉及更多的定量參數(shù)，如信號的上升時間、下降時間、持續(xù)時間、峰值強度等，這些參數(shù)比頻域穩(wěn)態(tài)電磁特性參數(shù)多，且隨機性更強。這使得瞬態(tài)電磁兼容性的分析評估成為航天器系統(tǒng)級電磁兼容性分析領域的一個難點。

2、由于瞬態(tài)電磁特性的強隨機性，基于某個瞬態(tài)電磁特性所進行的航天器電磁兼容性分析或測試后，其結論是否適用于所有該類瞬態(tài)電磁特性，目前尚沒有較好的方法。傳統(tǒng)的方式是通過多次分析或多次測試，以增加瞬態(tài)電磁特性的次數(shù)來得到一個結論。但該種方法，一方面仍然沒有理論上的支撐，增加分析或測試的次數(shù)無法遍歷所有瞬態(tài)電磁特性可能狀態(tài)；另一方面，增加分析和測試的次數(shù)是以大量的時間和資源為代價的，在一定程度上并不能完全接受，而某些瞬態(tài)電磁特性差別很小，實際沒有必要進行重復分析或測試；再者并不能所有的航天器都適用于多次分析和測試的方式，如評估瞬態(tài)電磁輻射特性對航天器系統(tǒng)或設備的影響，考慮到敏感度類試驗可能給電子設備造成損傷，是不能進行多次瞬態(tài)輻射影響試驗的。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的技術解決問題是：克服現(xiàn)有技術的不足，提供了一種航天器系統(tǒng)級瞬態(tài)電磁兼容性分析方法，面向瞬態(tài)干擾源的特性，通過分析瞬態(tài)干擾源之間的特性差別，評估航天器在不同瞬態(tài)電磁環(huán)境中的電磁兼容性。

2、本發(fā)明的技術解決方案是：

3、一種航天器系統(tǒng)級瞬態(tài)電磁兼容性分析方法，包括：

4、將瞬態(tài)電磁特征進行分解，分解為不同的區(qū)域，計算每個區(qū)域的電磁特征參數(shù)；

5、根據(jù)兩個瞬態(tài)電磁干擾源瞬態(tài)電磁特征分解后得到的電磁特征參數(shù)，計算兩個瞬態(tài)電磁干擾源的相似性參數(shù)；

6、根據(jù)相似性參數(shù)評估兩個瞬態(tài)電磁源的一致性，評估航天器在不同瞬態(tài)電磁特性下的電磁兼容性。

7、進一步的，所述將瞬態(tài)電磁特征進行分解，具體為：

8、(1.1)將瞬態(tài)電磁特性信號分為三個區(qū)域，分別為峰前區(qū)域、峰值區(qū)域和峰后區(qū)域；其中峰前區(qū)域為瞬態(tài)電磁信號峰值前的區(qū)域，峰值區(qū)域為瞬態(tài)電磁信號峰值區(qū)域，峰后區(qū)域為瞬態(tài)電磁信號峰值后的區(qū)域；

9、(1.2)分別計算峰前區(qū)域的電磁特征參數(shù)、峰值區(qū)域的電磁特征參數(shù)和峰后區(qū)域的電磁特征參數(shù)。

10、進一步的，計算峰前區(qū)域的電磁特征參數(shù)，包括：

11、(a)計算信號峰值p：pi＝max(|si|)，其中，s為瞬態(tài)電磁特性信號；pi是第i個信號的峰值，si是第i個瞬態(tài)電磁特征信號；

12、(b)計算峰前等效幅值bp：bpi＝0.06×pi；bpi是第i個信號的峰前等效幅值；

13、(c)計算峰前等效時間tp：是第i個信號的峰前等效時間，t是指瞬態(tài)電磁特性信號時間，t(pi)是對應pi的時間，si(t)是第i個瞬態(tài)電磁特性信號在時間上的采樣點；

14、(d)計算峰前特征參數(shù)tbp：tbp,i表示第i個信號的峰前特征參數(shù)。

15、進一步的，所述計算峰值區(qū)域的電磁特征參數(shù)，具體為：

16、(a)計算峰值等效幅值ep：epj＝0.65∑[sj(t)]2，sj(t)表示第j個信號在時間上的采樣數(shù)據(jù)，epj是第j個信號的峰前等效幅值；

17、(b)計算峰值等效時間te：表示第j個信號的峰值等效時間；

18、(c)計算峰值特征參數(shù)tep：tep,j是第j個信號的峰值特征參數(shù)。

19、進一步的，所述計算峰后區(qū)域的電磁特征參數(shù)tap，具體為：

20、tap＝tep→tend，表示從tep到tend的時間，tap是峰后區(qū)域的電磁特征參數(shù)，tend為瞬態(tài)信號截止時間。

21、進一步的，所述計算兩個瞬態(tài)電磁干擾源的相似性參數(shù)，具體為：

22、(2.1)對峰前信號做相似性參數(shù)計算：其中，α為峰前信號貢獻度系數(shù)，ρbp是峰前信號相似性參數(shù)，γ(s1,s2)表示兩個信號做相似性計算；

23、(2.2)對峰值信號做相似性參數(shù)計算：其中，β為峰值信號貢獻度系數(shù)，ρep是峰值信號相似性參數(shù)；

24、(2.3)對峰后信號做相似性參數(shù)計算：其中，γ為峰后信號的貢獻度系數(shù)，ρap是峰后信號相似性參數(shù)；

25、(2.4)計算相似性參數(shù)ws：ws＝ρbp+ρep+ρcp。

26、進一步的，γ(s1,s2)表示兩個瞬態(tài)信號s1,s2做相似性計算，計算過程如下：

27、(a)對兩個瞬態(tài)信號分別作低通數(shù)字濾波和高通數(shù)字濾波，得到信號ls1、ls2和hs1、hs2；

28、(b)計算幅度相似性：

29、

30、其中，n為低頻信號的點數(shù)；m為1,2，……，n，n為信號的點數(shù)；

31、(c)計算特征相似性：

32、

33、cs(m)＝2(cs1(m)+cs2(m)+cs3(m))

34、其中，q為高頻信號的點數(shù)，ls′為低頻信號的一階導數(shù)，hs′為高頻信號的一階導數(shù)，hs″為高頻信號的二階導數(shù)，其中標注為m和k的，為第m和第k個對應信號；cs1(m)、cs2(m)、cs3(m)分別是低頻信號一階導數(shù)、高頻信號一階導數(shù)、高頻信號二階導數(shù)的特征相似性參數(shù)，cs(m)是信號特性相似相綜合參數(shù)；

35、(d)計算綜合相似性：

36、

37、并對其取均值。

38、進一步的，所述根據(jù)相似性參數(shù)評估兩個瞬態(tài)電磁源的一致性，評估航天器在不同瞬態(tài)電磁特性下的電磁兼容性，具體為：

39、 <![cdata[相似性參數(shù)w_s]]> 評估結果 <![cdata[w_s≤ε₁]]> sg <![cdata[ε₁＜w_s≤ε₂]]> vg <![cdata[ε₂＜w_s≤ε₃]]> eg <![cdata[ε₃＜w_s≤ε₄]]> ef <![cdata[ε₄＜w_s≤ε₅]]> ep <![cdata[w_s＞ε₅]]> vp

40、ε1、ε2、ε3、ε4、ε5為預設閾值；

41、對于評估結果為sg、vg和eg的，認為基于原瞬態(tài)電磁特性信號開展的電磁兼容性分析或電磁兼容性試驗結果，能夠適用于當前瞬態(tài)電磁環(huán)境；

42、對于評估結果為ef，需以當前的瞬態(tài)電磁環(huán)境進行重新分析，但不需要重新進行電磁兼容性試驗；

43、對于評估結果為ep和vp的，需以當前的瞬態(tài)電磁環(huán)境重新進行電磁兼容性分析和試驗。

44、進一步的，ε1＝0.1，ε2＝0.25，ε3＝0.5，ε4＝1，ε5＝2。

45、本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的有益效果是：

46、(1)本發(fā)明可以通過對瞬態(tài)電磁環(huán)境源的特性進行分析，確定之前的瞬態(tài)電磁兼容性分析和試驗結果是否適用于當前的瞬態(tài)電磁環(huán)境，解決了瞬態(tài)電磁環(huán)境強隨機性評估的問題。

47、(2)通過本發(fā)明的方法，僅需對瞬態(tài)電磁環(huán)境源進行分析，不必開展系統(tǒng)級的電磁兼容性分析和電磁兼容性試驗，降低了分析的復雜性，也可避免開展系統(tǒng)級電磁兼容性試驗所帶來的資源消耗。

48、(3)本發(fā)明的方法提供了兩個瞬態(tài)電磁環(huán)境源相似性的定量分析方法，可以解決由于強隨機性而帶來的瞬態(tài)電磁環(huán)境源特性不完全一致時，缺少規(guī)范的判斷之間效應相似性的問題。

49、(4)本發(fā)明在瞬態(tài)電磁輻射源相似性分析時，對瞬態(tài)信號特性進行了區(qū)域劃分，充分考量了對系統(tǒng)電磁環(huán)境效應起重要作用的要素，并通過幅度和特征等多個維度分析相似性，提高了相似性分析的置信度。