【摘 要】
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射电望远镜系统间及台址内电子设备众多,电磁兼容性能(Electromagnetic Compatibility,EMC)问题突出。台址内电磁发射一方面会辐射到射电望远镜台址周围,降低观测系统信噪比,增加数据处理难度;另一方面会通过天线旁瓣进入接收机系统,对射电望远镜观测任务造成严重干扰。因此,分析射电望远镜系统台址内电磁发射特性,并提出一套可行的系统级EMC评估方法,对射电望远镜的EMC设计具有重
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射电望远镜系统间及台址内电子设备众多,电磁兼容性能(Electromagnetic Compatibility,EMC)问题突出。台址内电磁发射一方面会辐射到射电望远镜台址周围,降低观测系统信噪比,增加数据处理难度;另一方面会通过天线旁瓣进入接收机系统,对射电望远镜观测任务造成严重干扰。因此,分析射电望远镜系统台址内电磁发射特性,并提出一套可行的系统级EMC评估方法,对射电望远镜的EMC设计具有重要指导意义。本文以射电望远镜系统为研究对象,对其台址内主要分系统电磁发射特性进行分析,并预估了其对射电望远镜系统的干扰量;给出了台址内分层级薄弱环节电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)抑制思路,并对影响要素进行研究;结合评估理论,构建了一套适用于射电望远镜系统台址内EMC评估方法及体系。本文的研究思路“EMC需求分析→台址内电磁耦合要素分析→分系统电磁发射特性分及干扰量预估→分层级EMC抑制→系统级EMC设计评估”,也适用于解决其他领域复杂EMC问题。具体研究内容归纳如下:(1)引入电磁拓扑理论,建立了射电望远镜系统台址内电磁拓扑结构及电磁耦合序列图,为干扰量预估模型的构建提供理论依据;(2)结合系统设备辐射发射功率电平、辐射发射路径损耗及天线旁瓣增益,构建了干扰量计算模型;对射电望远镜系统台址内主要分系统的电磁发射特性进行分析,并预估了各系统到射电望远镜系统馈源口面的干扰量。(3)对台址内干扰源进行共性分类,采用了“三层屏蔽+滤波”的EMI抑制思路;分别对建筑物、机箱/机柜、设备壳体及电气引入类的抑制方法进行研究,结合仿真和实际测试,分析了影响其屏蔽效能的因素;给出了台址内电磁兼容设计方案,并以计算机系统为例,进行了测试验证。(4)通过不同方法优劣对比,确立了射电望远镜系统的赋权方法及评估方法;建立了以射电望远镜系统电磁兼容性能为目标层、以主要分系统为准则,包含多项指标的分层评估指标体系,较为全面地体现了射电望远镜台址内系统的EMC性能,满足屏蔽设计评估需求;针对不同指标,分别采用了差值变换法、区间变换法和德尔菲法来完成数据归一量化处理;采用了理想点排序法进行评估,并对层次分析法求取的指标权重用熵权法进行客观性修正,并针对不同设计案例,给出了评估结果。
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