非接触式卫星电磁传导兼容的地面测试方法

摘要

本发明公开了一种非接触式卫星电磁传导兼容的地面测试方法，其包括以下步骤：步骤一，分析卫星供配电设计与接地设计，形成电磁传导测试矩阵表；步骤二，开展单机和系统级非接触式电源线传导兼容测试；步骤三，开展整星级地线非接触式传导兼容测试等。本发明解决了卫星电磁传导兼容性能无法进行全面性、定量化、非接触式地面测试的问题，验证了卫星电磁传导兼容设计有效性，提高了卫星在轨使用的可靠性，实现从系统级到整星级电磁传导兼容的全面测试，定量化验证卫星兼容性测试的有效性，测试操作过程更加安全；开创了一个非接触式卫星传导兼容的地面测试方法的新思路，解决了技术偏见；可广泛应用于后续卫星传导兼容性测试。

权利要求

1.一种非接触式卫星电磁传导兼容的地面测试方法，其特征在于，其包括以下步骤：步骤一，分析卫星供配电设计与接地设计，形成电磁传导测试矩阵表；

步骤二，开展单机和系统级非接触式电源线传导兼容测试；

步骤三，开展整星级地线非接触式传导兼容测试；

步骤四，根据电磁传导兼容测试的结果，优化单机和系统级供配电设计，整星级接地线设计；

所述步骤一中的测试矩阵表中，选择舱板正反面的接地点设计中一个接地位置进行测试；

所述步骤二包括以下步骤：

步骤二十一，使用电流钳和放大器，依次测试各系统供电的正负极性电源束；

步骤二十二，对于供电电流较大的系统，使用电流钳和放大器，分别测试系统供电的正极性电缆束和负极性电缆束；

步骤二十三，将系统供电的正极性电缆束和负极性电缆束的测试结果进行计算，得到该系统的传导电流；

步骤二十四，判断系统电源线传导测试是否兼容，是则测试该系统内各单机供电的正负极性电缆束，定位并隔离超差单机，否则转至步骤一；

所述步骤二中传导兼容测试结果不符合要求的系统级非接触式电源线，依次测试系统内各单机供电的正负极性电缆束，定位并隔离超差单机，再进一步开展后续测试步骤；

所述步骤三包括以下步骤：

步骤三十一，选择差分双绞屏蔽电缆，将电缆一端分别连接卫星基准接地点和其他接地点；

步骤三十二，将各个电缆的屏蔽层进行相互连接，形成等电位体；

步骤三十三，将电缆另一端连接示波器，依次测试卫星各接地点与基准接地点之间的电势差；

步骤三十四，判断各个位置间地线传导测试是否兼容，是则转至步骤三十二，否则逐一关闭该接地点相关电缆的单机，依次复测该位置与卫星基准接地点之间的电势差，定位并隔离超差单机；

所述步骤三中地线非接触式传导兼容测试不符合要求的，逐一关闭接地点相关电缆的单机，依次复测单机位置与卫星基准接地点之间的电势差，定位并隔离超差单机，再进一步开展后续测试步骤。

说明书

非接触式卫星电磁传导兼容的地面测试方法

技术领域

[0001] 本发明涉及航天测试领域，特别是涉及一种非接触式卫星电磁传导兼容的地面测试方法。

背景技术

[0002] 卫星内部空间有限，各种电子设备布局密集，相互工作复杂，设备的信号链路、供配电线路和系统接地设计极易受到来自各种途径的电磁传导干扰。随着卫星应用需求的提高，星上设备更加多样化，从单一载荷产品发展至多载荷系统；系统配电需求增加，功耗从千瓦级提升至万瓦级；电源母线设计更加复杂，从单一母线体制发展至多母线体制；星上具有更多的二维驱动电机，电源母线负载变化更加频繁。在有限的面积和容积内，存在着光、磁、电、微动等多类别传感器，高灵敏的接收机和高速数字处理电路等复杂的电子系统，因此，卫星电磁传导兼容测试是卫星地面测试领域的一个技术难点。

[0003] 目前卫星电磁传导兼容方面没有系统性的地面测试方法，一方面通过产品设计进行兼容性保障，另一方面对部分单机采用接触式电压纹波测试方法。电压纹波测试方法，通过电缆专用转接箱，将示波器探头直接接触转接箱中供电的正极性接点和基准参考点，该方法主要针对单个单机产品进行电压稳定性测试，每次只能测试单个正极性接点和基准参考点的电压，测试效率偏低，无法全面评价被测件的传导兼容性能，无法适用于整星级定量分析；该方法中使用的电缆专用转接箱，需要根据产品连接器类型和工作电流特性进行定制，而且要求转接箱内部隔离性能好，开关可靠性高，测试成本较高；为防止测试过程中正极性接点和基准参考点出现短路的情况，测试时要求严格控制探头与接点接触过程，操作难度较大。因此现有技术的卫星电磁传导兼容的地面测试方法主要存在测试项目不全面、无法定量化衡量、接触式操作难度较大的技术问题。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种非接触式卫星电磁传导兼容的地面测试方法，其解决了卫星电磁传导兼容性能无法进行全面性、定量化、非接触式地面测试的问题，验证了卫星电磁传导兼容设计有效性，提高了卫星在轨使用的可靠性。

[0005] 本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种本发明非接触式卫星电磁传导兼容的地面测试方法，其包括以下步骤：

[0006] 步骤一，分析卫星供配电设计与接地设计，形成电磁传导测试矩阵表；

[0007] 步骤二，开展单机和系统级非接触式电源线传导兼容测试；

[0008] 步骤三，开展整星级地线非接触式传导兼容测试；

[0009] 步骤四，根据电磁传导兼容测试的结果，优化单机和系统级供配电设计，整星级接地线设计。

[0010] 优选地，所述步骤一中的测试矩阵表中，选择舱板正反面的接地点设计中一个接地位置进行测试。

[0011] 优选地，所述步骤二包括以下步骤：

[0012] 步骤二十一，使用电流钳和放大器，依次测试各系统供电的正负极性电源束；

[0013] 步骤二十二，对于供电电流较大的系统，使用电流钳和放大器，分别测试系统供电的正极性电缆束和负极性电缆束；

[0014] 步骤二十三，将系统供电的正极性电缆束和负极性电缆束的测试结果进行计算，得到该系统的传导电流；

[0015] 步骤二十四，判断系统电源线传导测试是否兼容，是则测试该系统内各单机供电的正负极性电缆束，定位并隔离超差单机，否则转至步骤一。

[0016] 优选地，所述步骤二中传导兼容测试结果不符合要求的系统级非接触式电源线，依次测试系统内各单机供电的正负极性电缆束，定位并隔离超差单机，再进一步开展后续测试步骤。

[0017] 优选地，所述步骤三包括以下步骤：

[0018] 步骤三十一，选择差分双绞屏蔽电缆，将电缆一端分别连接卫星基准接地点和其他接地点；

[0019] 步骤三十二，将各个电缆的屏蔽层进行相互连接，形成等电位体；

[0020] 步骤三十三，将电缆另一端连接示波器，依次测试卫星各接地点与基准接地点之间的电势差；

[0021] 步骤三十四，判断各个位置间地线传导测试是否兼容，是则转至步骤三十二，否则逐一关闭该接地点相关电缆的单机，依次复测该位置与卫星基准接地点之间的电势差，定位并隔离超差单机。

[0022] 优选地，所述步骤三中地线非接触式传导兼容测试不符合要求的，逐一关闭接地点相关电缆的单机，依次复测单机位置与卫星基准接地点之间的电势差，定位并隔离超差单机，再进一步开展后续测试步骤。

[0023] 本发明的积极进步效果在于：本发明解决了卫星电磁传导兼容性能无法进行全面性、定量化、非接触式地面测试的问题，验证了卫星电磁传导兼容设计有效性，提高了卫星在轨使用的可靠性，根据卫星电源设计和接地设计，采用电源线传导和地线传导的非接触式地面测试技术，可实现从系统级到整星级电磁传导兼容的全面测试，定量化验证卫星兼容性测试的有效性，测试操作过程更加安全；开创了一个非接触式卫星传导兼容的地面测试方法的新思路，解决了技术偏见；可广泛应用于后续卫星传导兼容性测试。

附图说明

[0024] 图1为本发明的流程图。

[0025] 图2是本发明中步骤二的流程图；

[0026] 图3是本发明中步骤三的流程图。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

[0028] 如图1所示，本发明非接触式卫星电磁传导兼容的地面测试方法包括以下步骤：

[0029] 步骤S101，分析卫星供配电设计与接地设计，形成电磁传导测试矩阵表；

[0030] 步骤S102，开展单机和系统级非接触式电源线传导兼容测试；

[0031] 步骤S103，开展整星级地线非接触式传导兼容测试；

[0032] 步骤S104，根据电磁传导兼容测试的结果，优化单机和系统级供配电设计，整星级接地线设计。

[0033] 所述步骤S101中的测试矩阵表中，选择舱板正反面的接地点设计中一个接地位置进行测试。

[0034] 如图2所示，所述步骤二包括以下步骤：

[0035] 步骤S201，使用电流钳和放大器，依次测试各系统供电的正负极性电源束；

[0036] 步骤S202，对于供电电流较大的系统，使用电流钳和放大器，分别测试系统供电的正极性电缆束和负极性电缆束；

[0037] 步骤S203，将系统供电的正极性电缆束和负极性电缆束的测试结果进行计算，得到该系统的传导电流；

[0038] 步骤S204，判断系统电源线传导测试是否兼容，是则测试该系统内各单机供电的正负极性电缆束，定位并隔离超差单机，否则转至步骤一。

[0039] 所述步骤S102中传导兼容测试结果不符合要求的系统级非接触式电源线，依次测试系统内各单机供电的正负极性电缆束，定位并隔离超差单机，再进一步开展后续测试步骤。

[0040] 如图3所示，所述步骤S103包括以下步骤：

[0041] 步骤S301，选择差分双绞屏蔽电缆，将电缆一端分别连接卫星基准接地点和其他接地点；

[0042] 步骤S302，将各个电缆的屏蔽层进行相互连接，形成等电位体；

[0043] 步骤S303，将电缆另一端连接示波器，依次测试卫星各接地点与基准接地点之间的电势差；

[0044] 步骤S304，判断各个位置间地线传导测试是否兼容，是则转至步骤S302，否则逐一关闭该接地点相关电缆的单机，依次复测该位置与卫星基准接地点之间的电势差，定位并隔离超差单机。

[0045] 所述步骤三中地线非接触式传导兼容测试不符合要求的，逐一关闭接地点相关电缆的单机，依次复测单机位置与卫星基准接地点之间的电势差，定位并隔离超差单机，再进一步开展后续测试步骤。

[0046] 本发明的核心思想在于：通过分析卫星供配电设计和接地设计，将卫星复杂环境的传导测试分解为电源线传导测试和地线传导测试，利用地面测试技术，以非接触式操作的方式全系统、定量化完成兼容性测试，验证了卫星电磁传导兼容设计有效性，提高了卫星在轨使用的可靠性。

[0047] 实施例

[0048] 本实例的卫星平台和载荷采用独立双母线配电设计，平台母线和载荷母线均采用二级配电方案，平台母线上主配电器完成系统级和直供电单机级配电，姿控综合控制和中继综合接口单元完成单机级配电，载荷母线由第一天线配电器、第二天线配电器完成系统级和直供电单机级配电，雷达配电器和数传控制单元完成单机级配电；采用星状拓扑的整体式接地方案，共设计20个接地点。

[0049] 步骤一，分析卫星供配电设计与接地设计，若为舱板正反面的接地点设计，则选择其中一个接地位置进行测试的原则，形成电磁传导测试矩阵表。本实例中形成20个电源线测试位置和13个地线测试位置(不含基准位置)的矩阵表。

[0050] 步骤二，开展单机和系统级非接触式电源线传导兼容测试。本实例中，使用电流钳和放大器，对综合接口单元(2个测试位置)、姿控综合控制器(3个测试位置)、雷达配电器(1个测试位置)和数传控制单元(1个测试位置)的正负极性电源束进行测试，得到被测件的传导电流；对主配电器(4个测试位置)、第一天线配电器(4个测试位置)、第二天线配电器(5个测试位置)的正极性电缆束和负极性电缆束分别进行测试，并将正极性电缆束和负极性电缆束的测试结果进行计算，得到被测件的传导电流。

[0051] 步骤三，开展整星级地线非接触式传导兼容测试。本实例中，选择14根3米长度的差分双绞屏蔽电缆，将卫星1个基准接地点和13个被测接地点通过电缆引出，各个电缆的屏蔽层进行相互连接，使用示波器测试每个被测接地点相对于基准接地点的电势差。

[0052] 步骤四，根据电磁传导兼容测试的结果，优化单机和系统级供配电设计，整星级接地线设计。

[0053] 综上所述，采用本发明的方法，开创了一个非接触式卫星传导兼容的地面测试方法的新思路，解决了卫星电磁传导兼容性能无法进行全面性、定量化、非接触式地面测试的问题，该发明在航天器系统测试领域内应用将十分广泛。本发明验证了卫星电磁传导兼容设计有效性，提高了卫星在轨使用的可靠性。

[0054] 以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。