20﹢cm离子推力器电磁辐射试验研究

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1、第27卷第5期航天器环境工程2010年10月SPACECRAFTENVIRONMENTENGINEERrNG65520cm离子推力器电磁辐射试验研究杨福全1，顾左1，张华2，杨争光3，张亚洁2，陈海波2(1．兰州物理研究所真空低温技术与物理国家级重点实验室，兰州730000：2．中国空间技术研究院，北京100094；3．航天东方红卫星有限公司，北京100094)摘要：离子推力器工作时会产生对外电磁辐射，因此离子电推进应用于航天器时存在电磁兼容性问题。为初步了解离子推力器工作产生的电磁辐射特性，利用经改造后

2、的地面专用试验系统进行了20CITI离子推力器电磁辐射测试试验。文章介绍了20CITI离子推力器电磁辐射的试验方案，采用两种形式进行：推力器电场辐射发射试验，测试频段为10k．Hz～5GHz；推力器瞬态电场辐射发射试验，测试频段为100kHz～5GHz。试验结果表明：在离子电推进稳态工作过程和几个瞬态工况点，未发生电磁干扰现象。关键词：离子推力器；电磁辐射；地面试验中图分类号：V416．5；0441．5文献标识码：A文章编号：1673—1379(2010)05-0655-04DOh10．3969／j．is

3、sn．1673—1379．2010．05．0240引言离子推力器工作时会产生对外电磁辐射，其对航天器的通信、制导、导航以及其他电子设备会存在潜在的影响。根据国外相关试验结果，电磁辐射主要来源于推力器本体和羽流【l卅。为了初步了解离子推力器工作产生的电磁辐射特性，利用地面专用试验系统进行了20cm离子推力器电磁辐射测试。试验得到的结果反映了离子推力器电磁辐射发射的基本特性，可以为评估离子电推进产生的电磁辐射对航天器的影响提供重要参考。本文介绍了20cm离子推力器电磁辐射试验方案、试验过程及试验结果。1试验方

4、案由于电推进工作的特殊性，在常规的电磁兼容实验室中无法进行标准试验。因此针对实际情况，从工程实用的角度出发，考虑采用以下方案，见图l。1．主真空室；2．玻璃纤维副舱：3．各个频段接收天线：4．推力器图1电推进系统电磁辐射特试验装置图Fig．1Experimentalsetuptomeasurcelectromagneticemissionsradiatedfrom20cmionthruster利用实验室现有的TS．6试验设备，经过适当改造以满足20cm离子推力器电磁辐射测试要求。主要改造内容就是：首先，设

5、计一个透电磁波好的S玻璃纤维复合材料副舱【5卅，用它替换该设备上的不锈钢副舱；其次，对TS．6试验设备的相关附属结构进行了适当改造，以减小或消除对测试准确性的影响。测试时，电磁辐射各个波段的接收天线布置在玻璃纤维副舱外面，接收天线位于以推力器出口平面中心为圆心、半径为1m并与推力器轴线在同一水平面上的180。圆弧上。具体测量位置分别位于与推力器出口平面夹角为O。、90。、180。处，所有天线中心距地面1．2m。本试验方案中所用的主要设备就是透波副舱。针对试验要求对透波副舱进行了专门研制。透波副舱采用比强度

6、高、高温下疲劳极限高、介电性能优良的S玻璃纤维增强基复合材料【7吲。采用加强筋加复合材料压制成型结构。透波副舱平均壁厚6mm。lGHz以下的透波率不小于80％，1--．3．5GHz之间的透波率不小于75％，3．5--一5GHz之间的透波率不小于70％。为了不影响推力器产生的辐射电磁波的正常传播，安装推力器的支架用玻璃纤维复合材料制作。由于该方案中没有暗室，对环境电磁噪声无法屏蔽，周围物体对电磁波的反射无法消除，因此对收稿日期：2010．01—08：修回日期：2010．10．11基金项目：真空低温技术与物理

7、国家重点实验室基金项目(项目编号：9140C55040590C55)作者简介：杨福全(1969一)，男，高级工程师，现从事电推进技术研究。联系电话：(0931)4585298。航天器环境工程第27卷试验的准确度影响较大。为了尽可能地使试验结果反映真实情况，在利用该方案对电推进系统的电磁辐射进行测量时采取了以下措施：1)根据实验室房屋和周围固定金属设备的结构、尺寸以及与被测对象的相对位置，初步模拟估算它们对电磁波反射的程度，为采取必要的简单防护措施和对测量结果的正确分析提供依据；2)对周围影响试验的金属物体

8、进行改造或移除；3)选择一个环境噪声相对平静和稳定的时间段进行试验，这样在试验时从环境来的随机噪声就较少，对试验结果的分析和判断就比较准确；4)试验时，关闭实验室所有与本试验无关的设备仪器。利用该方案对20cm离子推力器电磁辐射进行测量时，在电推进系统开机前和关机后分别需要对本底噪声进行测量，在最后的结果分析时要对背景噪声进行相应处理。2试验方案和步骤2．1试验方案。。20cm离子推力器电磁辐射试验所使用的设备列于表l。表1测