基本介紹
- 中文名：磁環境試驗
- 外文名：magnetism environmental test
- 目的：分析試件的磁特性
- 組成：三軸線圈系統
- 方法：力矩法和作圖法
簡介,磁試驗設備組成,磁試驗方法,力矩法,作圖法,磁環境試驗流程,簡述,電磁環境兼容測試的流程,
簡介
對於測量空間磁場分布的太空飛行器，更需要取得太空飛行器本身的磁場數據。採用磁姿態控制系統的太空飛行器還要在模擬運動磁場環境下進行太空飛行器姿態控制系統的試驗。通過這些磁環境試驗，可獲得準確的磁特性數據，驗證和改進太空飛行器的磁淨化設計。
磁試驗設備組成
磁環境試驗設備包括三軸線圈系統、充退磁線圈系統、電源系統、磁干擾控制系統、電控測量系統和試驗轉台等部分。
線圈中通以適當的電流，線上圈系統中心的一定區域內將產生高均勻度、高穩定度的可控磁場(直流穩定場、交流磁場、旋轉磁場等)，對這種磁場矢量的大小和方向加以控制，即可在地面模擬零磁環境、任意磁場環境和旋轉磁場環境。零磁環境模擬的均勻性受線圈設計、設備的材料和加工裝配精度的影響，其穩定度取決於電源系統的穩定度和對地磁波動、工業隨機干擾是否採取補償。通常用飽和式磁強計（磁通門磁強計）、焦利文磁強計、光泵以及核旋式、超導式、磁膜式磁強計等來測量磁場。
磁試驗方法
試驗方法決定於試驗物的大小、磁矩大小、測量精度和試驗條件。常用的方法有力矩法和作圖法。
力矩法
是用一種測量極弱力矩的儀器──力矩計，先測出太空飛行器的干擾力矩，然後根據線圈系統提供的已知磁場數據算出太空飛行器的剩磁矩。力矩法多用於小型試驗物的磁矩測定
作圖法
是一種間接測量法，分球面作圖法和赤道作圖法兩種。作圖法在太空飛行器的磁矩測定中使用較多。如果精度要求不高，也可在寂靜的地磁場中測定太空飛行器的磁特性。
1.球面作圖法是在零磁環境下測量包圍太空飛行器的某個球面上的若干徑向磁場分量，用球諧分析理論求出太空飛行器的剩磁矩。
2.赤道作圖法是測量太空飛行器赤道平面內不同位置處的 3個方向的磁場分量，或者測量垂直於赤道平面軸上與中心對稱的兩點的諸磁場分量，用傅立葉分析和最小二乘法求出太空飛行器的剩磁矩。
磁環境試驗流程
簡述
預定工作參數：包括待測頻段、頻率間隔以及調製方式。
測試標準：參考相關國標檔案及GB/T14431-93《無線電業務要求的信號/干擾保護比和最小可用場強》得相關信號強度值。
計算公式：最大允許干擾場強 = 最低信號場強（dB） - 對干擾的保護率
測試儀器標準：參考GB6113-85《電磁干擾測量儀》，標明使用儀器的主要指標（場強測量誤差：±3dB，輸入阻抗：50歐姆）。
測試點的地理參數：包括台址的經度（東經）、緯度（北緯）以及海拔高度。
測試系統：
1、測試系統所需儀表：如接收機、天線、饋線
2、根據儀表的測試範圍進行相應的參數設定，同時記錄係數，以待計算使用。 （三）場強計算：
公式：場強 E = Vi + K + Lc
參數含義： Vi是接收機射頻輸入口端電壓， K是天線係數，Lc是電纜損耗 （四）測試結果分析：檢測到的頻點的占用度情況，以（%）記錄，並給出相應頻段範圍內的三維瀑布圖。
結論：即經過實地核實數據之後，給出電磁環境的評價。該預選站址，電磁環境都較好。每個頻段都有滿足國標GB6346-86《航空無線電導航台電磁環境要求》和GB/T14431-93《無線電業務要求的信號/干擾保護比和最小可用場強》要求的頻段，適合建盲降系統。但是在指配頻率時，應避開已占用的頻率
電磁環境兼容測試的流程
要測試一個地方的電磁環境，必須了解該地方預設站址的目的。 電磁環境的測試： 流程如下：
（一）測試前的數據準備工作：
1、預定工作參數：包括待測頻段、頻率間隔以及調製方式。 待測頻段：是指設站涉及到的頻段。根據具體任務設定。 頻率間隔：按照具體的業務規定確定。
調製方式：按載波的形式分為連續波調製和脈衝調製（模擬脈衝調製和數字式脈衝調製）
2、測試標準：參考相關國標檔案及業務要求，計算出相關信號的強度值。如： A、國標GB6346-86《航空無線電導航台電磁環境要求》
航空無線電導航是一個各種地面和機載無線電導航設備，向飛機提供準確、可靠的方位、距離和位置信息。來自非航空導航業務的各類無線電設備，高壓輸電線，電氣化鐵路（用電力機車作為牽引動力的鐵路），對工業、科學和醫療設備等引起的有源干擾和導航台站周圍地形地物的反射或再輻射，可能會對導航信息造成有害影響。為使航空無線電導航台站與周圍電磁環境合理兼容，保證飛行安全，特制定的本標準。
3、國標GB/T14431-93《無線電業務要求的信號/干擾保護比和最小可用場強》規定了1400MHZ以下地面無線電業務的信號/干擾射頻保護比和最小可用場強。 3、測量儀器標準：參考儀器的相關檔案，如測量信號場強和干擾場強所用的儀器應符合國標GB6113-85《電磁干擾測量儀》的要求，然後要標明使用儀器的主要指標要求（場強測量誤差：±3dB，輸入阻抗：50歐姆）。 依據測試標準將測定的參數帶入公式計算，得出在待測區域內各種電磁發射設備（比如各種導航台站和航空移動業務地面電台）對在覆蓋區內的工科醫設備干擾、調頻廣播干擾和其他各種有源干擾的最大允許場強。 計算公式：最大允許干擾場強 = 最低信號場強 - 對干擾的防護率
4、測試點的地理參數：
包括預設台址的經度、緯度以及海拔高度。
（二）測量儀器及場強計算：
1、測試系統所需儀表：如接收機、天線、饋線
註：接收機和天線的型號有多種。天線有R&S HE309全向天線和R&S HL023A對數周期天線等， 接收機有R&S ESVN40接收機 和R7ESMB接收機等 它們的特性不一樣。可根據需要配套組裝成MMS車載監測系統或TMS搬移式監測系統等等
2、信號場強和干擾場強的測量是否均在地面進行。
3、根據儀表的測試範圍進行相應的參數設定，同時記錄係數，以待計算使用。 4、場強計算（？）
各種干擾源的干擾場強的測量，應按照有關國家標準所規定方法進行。 如：對於測量超短波的監測系統，有：
（1） 公式：場強 E = Vi + K ， 參數含義：E(dBv/m):折算到天線口面的電場強度 K（dB/m）：標準測試天線係數（固定值） Vi（dBv）是折算到天線口面的電平值 Vi=P-Gr+Lc
c+97 其中：P（dBm）：頻譜儀讀數
Gr（dBi）:測試天線增益（固定值） Lc
c是測試電纜損耗(dB)
（2）公式：場強 E = Vi + K + Lc
參數含義： Vi是接收機射頻輸入口端電壓， K是天線係數，Lc是電纜損耗
（三）測量條件和步驟
1．天線架設
不同的測試系統天線的架設不一樣如：極化方式不同（垂直極化和水平極化） 天線中心距地面的高度不同等等比如：MMS車載監測系統的R&S HE309全向天線的架設靠近待建台的位置，採用垂直極化方式，天線中心距地面約6米；而TMS搬移式監測系統的R&S HL023A對數周期天線，天線中心距地面約1.8米，採用水平極化方式，仰角0度，天線可以水平360度旋轉。
2、中頻頻寬、掃描步長（或分辨頻寬）與檢波方式的設定
檢波方式有平均值檢波、峰值檢波和準峰值檢波，測量幅度調製和頻率調製的連續波信號場強或干擾場強，應採用平均值檢波；測量脈衝調製的信號場強或干擾場強，應採用準峰值檢波或峰值檢波。
3、測試時間安排及氣候條件
進行相應的紀錄。
4、測量數據的處理
將保存的相應測量數據，通過軟體對測試數據進行分析統計，得出頻率占用度。
註：頻道（率）占用度：使用監測接收機或頻譜分析儀對特定的信道進行測量，信號大於某一門限電平值的時間與總測量時間的百分比。
（四）測試結果分析
列出每個頻率範圍內，各頻率的占用情況，以（%）記錄。
（五）結論：
即經過實地測試和理論的分析和計算，給出電磁環境的評價。判斷每個頻段是否符合國標要求和相關需要，在指配頻率時，應避開已占用的頻率，最後得出結論是否適合設定站。
對電磁環境評價的結論有：較好 一般 較差 很差等等
