卫星静电放电传导干扰耦合的试验研究

《卫星静电放电传导干扰耦合的试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、卫星静电放电传导干扰耦合的试验研究卫星静电放电传导干扰耦合的试验研究卫星静电放电传导干扰耦合的试验研究卫星静电放电传导干扰耦合的试验研究卫星静电放电传导干扰耦合的试验研究卫星静电放电传导干扰耦合的试验研究第3O卷第2期2009年3月字航学报JournalofAstronauticsVo1.30No.2March2009卫星静电放电传导干扰耦合的试验研究王立,秦晓刚,李凯,黄良甫,李正军(1.中国空间技术研究院研发中心,北京100094;2.兰州空间技术物理研究所,兰州730000;3.西安空间无线电技术

2、研究所,西安710049)摘要:通过进行卫星电子系统空间静电放电(ESD)传导干扰的地面评价试验,可以直观地了解卫星结构及电缆中ESD传导干扰的耦合规律,对于静电放电传导干扰的防护设计具有指导意义.针对空间平板介质型天线系统的ESD传导干扰,设计了两种ESD传导干扰试验方法及其试验装置,进行了单点电流脉冲注人法和容性电流耦合注入法ESD传导干扰耦合评价试验,试验结果表明,利用上述方法进行空间电子系统的ESD传导干扰评价试验是有效的,其试验结果对于航天器防静电设计具有重要实用价值.关键词:空间静电放电;传

3、导干扰;试验评价中图分类号:V524.3文献标识码:A文章编号:1000—1328(2009)02~748—06DOI:10.3873/i.issn.1000—1328.2009.00.0600引言对航天器带电及空间静电放电(ESD)干扰耦合规律的分析表明,航天器电子系统必须经过ESD放电脉冲的干扰试验以检验其不敏感性,从而确保航天器在轨期间的可靠运行.空间静电放电的不敏感性试验是航天器带电防护的最后一个程序,也是航天器带电所有试验中最复杂和最难掌握的一项试验.进行放电不敏感性试验的基本原理与正常环境鉴

4、定试验相同,包括以下几方面:(1)使卫星系统置于预期遭遇到的有代表性的电磁环境,或提供比卫星安全运行时更恶劣的电磁干扰环境,以检验卫星在轨遭遇真实环境时的可靠程度;(2)制订合理的试验计划,以检验所有单元及系统在不同工作模式时的放电响应;(3)给出卫星各单元及系统的危险系数评估.由于空间静电放电特性及其与航天器系统耦合过程的复杂性,而且静电放电电磁脉冲是一个宽频的瞬时信号,其与电子线路的耦合机理也是一个非常复杂的过程,在地面比较真实而全面地模拟航天器上静电放电与电子系统的相互作用过程是困难的.空问静电放

5、电试验中的技术难点主要集中在两收稿日期:2008-07—28;修回日期:2008—10?13个方面:ESD放电源的选择及传导干扰试验方法.由于具体航天器的ESD试验要求不同,地面试验装置接地电容的差异以及试验成本限制等因素,使得空问静电放电试验成为航天器所有地面试验中最具争议性的试验之一.作为航天器带电设计评价的重要手段,国外非常重视卫星的静电放电试验.尽管目前已有不少相关推荐试验方法,但仍存在很多问题,其试验技术还在不断完善中.NASA在其航天器带电设计与评价指南中推荐了三种静电放电试验方法,即辐射场

6、法,结构电流法和单点注入法.其中作为ESD辐射干扰试验评价的辐射场法一般按MIL—STD一1541A标准进行,而主要作为ESD传导干扰试验的结构电流法和单点注入法还未形成标准,在实际应用中,各航天机构针对不同卫星进行各种形式的ESD传导干扰试验.本文将在空问静电放电模拟源研制基础上,利用可模拟航天器大面积介质表面吹离放电脉冲的电容性放电源,根据我国卫星试验状况,研究可检测空间电子系统ESD传导干扰的评价试验方法.1空间静电放电模拟源对于航天器抗带电设计及其效应评估的有效方第2期王立等:卫星静电放电传导干

7、扰耦合的试验研究749法是在地面模拟试验中真实模拟空间发生的ESD事件,因此,静电放电脉冲模拟器对该试验的可信程度有着重要的影响.一般地,ESD模拟源应能模拟空间实际情况中有代表性的放电环境,且具有适于电路实现的放电参数.通常对于放电模拟源,可调节放电参数包括:(1)辐射场强或结构电流;(2)放电电压;(3)电流波形:上升时间,带宽,下降时间及上升速率(A/s);(4)电压波形:上升时间,宽度,下降时间及上升速率(V/s).一般地,放电区域介质电容对放电脉冲能量及其脉冲宽度的影响很大,这一点在进行ESD

8、模拟源选择上须引起重视.下面是两种用于空间ESD传导干扰试验用地面模拟放电源:点电弧放电源和平板介质电容型放电源.1.1单点脉冲注入试验用电弧放电源MIL—STD一1541A推荐的电弧放电源是目前国际上较常用的空间ESD模拟源_,它除进行该标准要求的辐射场试验外,还可进行ESD传导干扰的单点注入试验.我们研制的1541A电弧放电源技术指标符合MIL—STD一1541A要求,其主要技术指标如下:放电电压:3kV一20kV;放电频谱:50kHz