屏蔽度仿真在航天器电磁兼容性分析中的应用

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1、V01．23No．3航天器工程第23卷第3期72SPACECRAFTENGINEERING2014年6月屏蔽度仿真在航天器电磁兼容性分析中的应用刘国强赵宁鄂炜李梁杜红(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要提出了一种采用S参数法结合CST-MS软件进行航天器屏蔽度仿真分析和预测的方法。在航天器舱体结构内的发射天线和舱体结构外的接收天线处分剐设置端口，通过计算端口间的s参数来分析计算舱体结构的屏蔽度，并将仿真分析结果与实测结果进行对比。对比结果表明，仿真计算结果与实测验证结果基本上是一致的，充分验

2、证了采用5参数法结合CAST-MS软件对屏蔽度仿真分析，具有很好的实用性和计算精度。这种方法应用于航天器设备级和系统级，能够显著降低航天器电磁兼容性(EMC)分析的难度，并能在一定程度上简化航天器前期设计中EMC试验验证的需求。关键词航天器；电磁兼容性；屏蔽度仿真；S参数中图分类号：TN97文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2014．03．013ApplicationofShieldingDegreeSimulationinSpacecraftEMCAnalysisL

3、IUGuoqiangZHAONing(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEWeiLILiangDUHongEngineering，Beijing100094，China)Abstract：Thepaperproposesamethodofusing5一parameterswithCST—MSsoftwaretomakesimulationanalysisandpredictionofspacecraftshieldingdegree，bycalculatings—para

4、metersbe—tweentheportswhichareseparatelysetatthetransmittingantennainsidespacecraftshieldingstructureandatthereceivingantennaoutsidethestructure，andcontrastssimulationresultwiththetestresult．Theresultshowsthatthemethodusings—parameterswithCST-MSsoftwareto

5、simulateandanalyzetheshieldingdegreeisuniversal，practicalandprecise，whichcanbeusedinbothspacecraftequipmentlevelandsystemlevelandmakeEMCanalysisofspacecrafteasierorevensimplifysometestsinthespacecraftEMCdesign．Keywords：spacecraft；EMC；shieldingdegreesimula

6、tion；s—parameter引言金属机壳的屏蔽效能会受到机壳材料特性、尺寸、厚度[1]，机壳上孔缝的形状、尺寸、数量[2曲]，以及干扰电磁波的照射方式、极化形式和工作频率等的显著影响。航天器设备机壳用于抵抗来自机壳内部的电磁场以及机壳外部其他电子产品的电磁泄漏，必须满足电磁兼容性(EMC)要求口⋯。然而，在航天器系统级，舱体结构的屏蔽性能常常受到穿舱电缆过孔的损害。目前，在航天器设计阶段，通常不专门考虑系统级EMC问题，一般是先研制，然后根据总装后的航天器在测试和试验中出现的电磁干扰问题，再应用各种抑

7、制干扰的技术去解决。这种方法有一定的缺陷，因为在航天器系统总装完后再去解决电磁干扰问题具有很大的难度。为了解决问题，可能要进行大量的拆卸、修改和包覆，也许还要进行某些电子设备的重新布局和设计，这不但造成人力收稿日期：2013—03—22；修回日期：2014—01—29基金项目：国家重大航天工程作者简介：刘国强，男，硕士，工程师．从事航天器总体设计及项目管理工作。Email：gqliu36@126．COIll。第3期刘国强等：屏蔽度仿真在航天器电磁兼容性分析中的应用和物力的浪费，还会延误航天器的研制周期。为

8、了解决上述问题，本文运用S参数法结合计算机仿真技术，进行系统级EMC的分析和预测，可为航天器的EMC分析与设计提供参考。屏蔽度仿真计算方法2．1屏蔽度的定义金属机壳的屏蔽度用来表征耦合的强弱，定义为发射功率与接收功率之比，见式(1)，用dB表示。该定义普适于各种屏蔽结构，包括设备机壳和航天器舱体结构。pS=10lgf菩1(1)、J‘／式中：P．。为发射功率；P。为接收功率。2．2s参数法本文主要采用S参数法计算航天器舱体结构屏