Диссертация (Метод тестирования устойчивости телекоммуникационной системы управления беспилотных летательных аппаратов к воздействию сверхкоротких электромагнитных импульсов), страница 15

Оцениваемой характеристикой в данной методике является напряженностьэлектрического поля.Напряженность электрического поля определяется по зарегистрированнымосциллограммам амплитуды импульса напряжения на входе преобразователянапряженности импульсного электрического поля измерительного (ИППЛ-Л) ирассчитывается по формулеE  U oc / K пр ,(4.1)где Е – напряженность импульсного электрического поля;U oc – амплитуда импульса напряжения на входе осциллографа;K пр – коэффициент преобразования измерительного преобразователяИППЛ-Л, 5,57∙10-4 В/В/м.2.

На основании полученных экспериментальных результатов проводится103оценка погрешности.Для определения погрешности используются следующие формулы:1. Среднее значение измеряемой величины.AA  i1 i ,nn(4.2)где A – измеряемая величина,n – количество измерений.2. Абсолютная погрешность среднего значения измеряемой величины. A  t  ,n1in1 Ain 1,n(4.3)где t ,n1 - коэффициент Стьюдента.3. Относительная погрешность среднего значения измеряемой величины.АA100% .(4.4)4.1.4 Условия, режимы, порядок, место проведения, виды и этапыиспытанийИспытанияпроводилисьвнормальныхклиматическихусловиях,соответствующих требованиям ГОСТ 15150. Параметры окружающей средыдолжны удовлетворять следующим требованиям:- температура окружающего воздуха, С205- относительная влажность, %, не более80- атмосферное давление, кПа87-107- напряжение питающей электросети, В22022- частота, Гц501ИспытанияпроводилисьнаэкспериментальномполигонеОАО«МНИРТИ» и лабораторно-испытательной базе Ленинградская обл., г.

Приозерск.1044.1.5 Материально-техническое обеспечение испытанийЭксперимент проводился с целью получения экспериментальных данныхдля проверки корректности алгоритма тестовой системы. Для этого былапроведена серия экспериментов регистрации импульсов СК ЭМИ при разныхкоординатах точки наблюдения.Для проведения ряда экспериментов используются стандартные средстваизмерений, прошедшие метрологическую аттестацию.Для испытаний допускалось применение других средств измерений,аналогичныхуказаннымиобеспечивающиеизмерениясоответствующихпараметров с требуемой точностью.При проведении проверки используются средства измерений, таблица 4.1.Т а б л и ц а 4.1 – Сведения о технологическом оборудовании, оснастке, средствахиспытаний и измерений, используемых для испытаний№п.п.12Наименование испытательного оборудования иизмерительных приборов (средств, оборудования)Осциллограф цифровой запоминающийТипAgilent TechnologiesПреобразователь напряженности импульсногоэлектрического поля измерительныйИППЛ-Л3Делитель напряженияДН-14Коаксиальная линияСР-50-266С5ТранспортирDOMINGOFERRER6Лазерный дальномерИспользуемыйJJ-Opties Laser Range Finder1200цифровойосциллографобладаетхарактеристиками,приведенными в таблице 4.2.Измерительныйпреобразовательнапряженностиимпульсногоэлектрического поля ИППЛ-Л обладает характеристиками, приведенными втаблице 4.3.

Внешний вид ИППЛ-Л приводится на рисунке 4.1.105Осциллограммы, иллюстрирующие форму переходной характеристикиИППЛ-Л, приводятся на рисунках 4.2 и 4.3.Т а б л и ц а 4.2 – Технические характеристики осциллографа цифровогозапоминающего Agilent Technologies DSOX91604AНаименование характеристикиЗначениеСтандартная глубина памяти20 Мвыб.Погрешность измерения амплитудно-Наивысшая точность измеренийвременных характеристикМаксимальная частота дискретизации40 Гвыб./сПолоса пропускания16 ГГцКоличество каналов4Т а б л и ц а 4.3 – Характеристики ИППЛ-ЛВремя нарастанияДлительностьКоэффициентПогрешностьпереходнойпереходнойпреобразованиякоэффициентахарактеристик, псхарактеристики, нсВ/(В/м)преобразования, %534,65,5710-42,6Рисунок 4.1 – Измерительный преобразователь ИППЛ-Л106Рисунок 4.2 – Отклик ИППЛ-Л на сигнал поля с фронтом 20 пс.Кр=50 пс/делРисунок 4.3 – Отклик ИППЛ-Л на ступенчатый сигнал полядлительностью более 80 нс с фронтом 240 пс.

Кр=1 нс/дел4.2 Методики измеренийМетодика 1. Проверка формирования излучения с требуемыми основнымипараметрами комплекса излучения.Проверка амплитуды напряженности электрического поля СКИ ЭМИпроводится на основании полученных данных о требуемых параметрахизлучения,которыекомплексуизлучениянеобходимосформировать наопределенном расстоянии.Для проверки корректного формирования амплитуды напряженности поляСКИ ЭМИ изделия и его составных частей необходимо провести измерения в 3 этапа:107- на разных расстояниях r ИППЛ-Л от многоканальной излучающейсистемы при постоянных азимуте и угле места;- с разными углами места при постоянных азимуте и расстоянии от ИППЛЛ до комплекса излучения;- с разным значением азимута при постоянных угле мета и расстоянии отИППЛ-Л до комплекса излучения.Вдляустановкичастотыследованияимпульсоввинтерфейсепользователя автоматизированного рабочего места (АРМ) тестовой системы длязадания частоты выбирается частотный диапазон с помощью кнопок х1 (1…15МГц), х2 (2…30 МГц) и х4 (4…60 МГц) рисунок 4.4.Затем, в приложении «Управление» в поле «Частота следования импульсов(МГц)» вводится желаемое значение частоты 10 МГц в указанном диапазоне.В соответствующих полях задаются последовательно требуемые значениянапряженности поля, расстояние до объекта и угол места, рисунок 4.5.Измерения проводят в дальней зоне, на расстоянии более 5 м от средстваизлучения.

Измерительный преобразователь ИППЛ-Л, используемый в качестведетектораполядляизмеренияпараметровизлучаемыхСКИЭМИ,подсоединяется к входу цифрового запоминающего осциллографа с полосойпропускания 16 ГГц через линию связи и делитель напряжения, рисунок 4.6.Проводится регистрация импульсов на экране осциллографа. При помощимаркеров осциллографа определяется амплитуда Uиппл-л импульсов на выходеИППЛ-Л.

Амплитуда импульсов напряженности электрического поля Еизл изделияопределяется по формуле 4.1.Проводится проверка соответствия заданной амплитуды напряженностиэлектрического поля с измеренной. Измерение проводится для случаев,приведенных в таблицах 4.4-4.6, при частоте следования импульсов 10 МГц.Для каждого случая проводится не менее трех измерений.108Рисунок 4.4 – Интерфейс пользователя тестовой системы, приложение«Команды»Рисунок 4.5 – Интерфейс пользователя тестовой системы, приложение«Управление»АналогоцифровойрегистраторКВ СКИИППЛ-ЛθφrРисунок 4.6 – Схема измерений основных параметров тестовой системы109Т а б л и ц а 4.4 – Исходные данные при переменном расстоянии до объекта№ п.п.123Расстояние до объекта при φ=θ=0°,r (м)51020Т а б л и ц а 4.5 – Исходные данные при переменном азимуте излучения№ п.п.1234Азимут, φ(град.)10152545Т а б л и ц а 4.6 – Исходные данные при переменном угле места излучения№ п.п.123456Угол места, θ(град.)101525456080Проверка длительности импульсов СКИ ЭМИВ тестовой системе задаются следующие параметры:- частота повторения импульсов F=1 МГц;- напряженность электрического поля E=1,5 кВ/м;- расстояние до объекта r=1 м;- длительность импульсов τ=250 пс;- азимут и угол места θ=φ=0°.Длительность СКИ ЭМИ изделия на уровне 0,5 от амплитудыопределяется в заданной точке в соответствии с рисунком 4.6.

Проводитсярегистрация импульсов на экране осциллографа аналогично и при помощимаркеров осциллографа определяется длительность СКИ ЭМИ на уровне 0,5 отамплитуды.110Проверка частоты повторения СКИ ЭМИВ тестовой системе задаются следующие параметры:- частота повторения импульсов F=30 МГц;- напряженность электрического поля E=1,5 кВ/м;- расстояние до объекта r=1 м;- длительность импульсов τ=250 пс;- азимут и угол места θ=φ=0°.Определение частоты повторения СКИ ЭМИ комплекса излученияпроводится в заданной точке в соответствии с рисунком 4.6. Для этогоизмерительный преобразователь ИППЛ-Л через линию связи подсоединяется квходу осциллографа цифрового запоминающего.

Проводится регистрацияимпульсов на экране осциллографа. Маркерами осциллографа определяетсяпериод Т.имп следования импульсов. Частота следования СКИ ЭМИ определяется поформулеf.имп = 1/Т.мин .(4.5)Методика 2. Проверка корректности графического предоставленияинформации на экране АРМ управления излучением точки максимума амплитудынапряженности электрического поля СКИ ЭМИ.В интерфейсе пользователя специального программного обеспечениятестовой системы используется графическая форма предоставления информациио данных точки максимума амплитуды напряженности электрического поля СКИЭМИ, рисунок 4.5.

Где по оси отложены значения координаты Y, задающие уголместа, и по окружности отложены значения азимута.В приложении «Управление» пользователю предоставляется 2 путинаправления максимума излучения:- ручной ввод параметров Y и φ и автоматическое отображение областиизлучения в графическом пространстве антенной решетки на основании этихданных;- управление графическим символом в поле излучения и на основании111выбранной области системой определяются координаты и угол места.Методика 2.1. Проверка корректности ручного ввода параметров Y и φ.Проверка проводится путем ввода параметров Y и φ в соответствующиеполя в приложении «Управление» специального программного обеспечения. Всистеме координат регистрируют графическое местоположение излучения.Далее проводят испытания по определению правильной работы тестовойсистемы и формирования максимума амплитуды напряженности поля.Целью экспериментальной проверки является определение и регистрациимаксимумаамплитудынапряженностиэлектрическогополяEсредстватестирования при заданных параметрах: τ=250пс, F, r.