无人机电气系统与机载通信设备电磁兼容问题研究 - 学兔兔 www.bzfxw.com .pdf

第47卷第10期通信技术 Vol.47 No.10
2014年10月 CommunicationsTechnology Oct. 2014
无人机电气系统与机载通信设备电磁兼容问题研究
谢瑞云,毛得明,向 敏
1.西南通信研究所,四川成都610041;2.成飞公司四川成都610092
摘 要:针对无人机平台电气系统对机载通信设备干扰问题进行了研究。在对无人机平台电气系统
分析的基础上,通过信道模拟法,分析了无人机平台电气系统干扰通信设备的途径。在此基础上,提
出了快速、有效的无人机平台电气系统干扰源定位与整改方案,并依据真实环境制定了简单、有效的
电磁兼容整改措施。经检验,无人机平台电气系统对机载通信设备的干扰量下降30dB以上,由原来
无人机平台工作时通信设备接收背景噪声-52dBm,改善为接收机背景噪声能达到-87dBm,最终满
足了无线通信指标要求。
关键词:电磁兼容 无人机 机载通信设备
中图分类号:TN02 文献标志码:A 文章编号:1002-0802201410-1211-05
机受到干扰,出现舵机抖动现象;通信设备处于全功
0 引 言
率发射状态时,GPS接收机受到干扰,出现丢星,无
无人机平台电气系统与通信设备之间存在严重
法定位等现象。
电磁兼容问题,主要现象包括:无人机平台电气系统
无人机平台电气系统包括蓄电池、螺旋桨电动
加电后,影响通信设备有效作用距离;无人机平台螺
机、电调、舵机、飞控计算机、GPS接收机、遥测遥控
旋桨电动机和舵机工作时,进步影响通信设备接
等电气设备。无人机平台电气设备中存在大量干扰
收性能;通信设备处于全功率发射状态时,无人机舵
收稿日期:2014-07-05;修回日期:2014-09-22 Receivedda:t2014 e -07-05;Reviseddate:2014-09-22
1211第47卷第10期通信技术 Vol.47 No.10
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d源oi和:1电0.感3969负载j.,i可ssn以.1002通过-电0802源线.2014传导.10耦.合02或1辐射耦试验条件:无人机平台通电时,用近场探头测
试飞控计算机与舵机连接线上辐射出来的干扰信
合到机载通信设备中,严重影响机载通信设备的性
号,测试结果如图3所示。
能。分析、解决无人机平台电气系统与机载通信设
试验条件二:无人机平台通电时,用近场探头测
备的相互干扰问题已经迫在眉睫。
无人机电气系统与机载通信设备电磁兼容问题研究
试飞控计算机外壳缝隙辐射出来的干扰信号,测试
无人机平台电气系统是个复杂的系统,分析
结果如图4所示。
和诊断无人机平台电气系统对机载通信设备的影响
谢瑞云,毛得明,向 敏
试验条件三:螺旋桨电机空载工作时,用近场探
是个复杂电磁兼容性问题。其中本机载通信设备
1.西南通信研究所,四川成都610041;2.成飞公司四川成都610092
头测试电调与螺旋桨电机连接线辐射出来的干扰信
在无人机平台电气系统未加电工作时,通信设备接
号,测试结果如图5所示。
收灵敏度为-87dBm,而加电工作时,频点250MHz
摘 要:针对无人机平台电气系统对机载通信设备干扰问题进行了研究。在对无人机平台电气系统
干扰最大,接收灵敏度只有-52dBm,是个典型的
分析的基础上,通过信道模拟法,分析了无人机平台电气系统干扰通信设备的途径。在此基础上,提
电磁兼容问题。采用快速、有效电磁兼容诊断实验
出了快速、有效的无人机平台电气系统干扰源定位与整改方案,并依据真实环境制定了简单、有效的
方案是分析、解决该问题的关键,本文采用排除法与
电磁兼容整改措施。经检验,无人机平台电气系统对机载通信设备的干扰量下降30dB以上,由原来
近场定位法相结合的方案,快速定位电磁兼容性问
无人机平台工作时通信设备接收背景噪声-52dBm,改善为接收机背景噪声能达到-87dBm,最终满
题,采用行之有效的措施和简化模拟的验证手段,最
足了无线通信指标要求。
终解决了该电磁兼容性问题。
关键词:电磁兼容 无人机 机载通信设备
中图分类号:TN02 文献标志码:A 文章编号:1002-0802201410-1211-05
1 电磁干扰诊断方案
本文采用如下2个实验方案,对该问题进行分
EMCBetweenUAVElectricalS图ys2 te无m人机an电气d系A统i对rb任or务设n备e影响测试框
析、定位与验证。
1.1 实验方案:排除无传导干扰试验
干扰耦合途径分为两类:传导耦合途径和辐射
耦合途径 。因此首先要判断通信设备受无人机
平台电气系统干扰的耦合途径。设计判断有无传导
干扰试验,测试框图如图1所示,无人机平台其它设
备都按照工作时状态连接好,对比采用外接电源供
电和采用机载供电通信设备接收灵敏度大小,经过
试验测试,通信设备接收灵敏度都为-87dBm,这表
明无人机平台电气系统影响通信设备灵敏度是通过
辐射耦合方式,排除传导干扰耦合方式。
图3 从飞控计算机与舵机连接线辐射的干扰噪声
机受到干扰,出现舵机抖动现象;通信设备处于全功
0 引 言
图1 传导干扰试验框
率发射状态时,GPS接收机受到干扰,出现丢星,无
无人机平台电气系统与通信设备之间存在严重
法定位等现象。
电磁兼容问题,主要现象包括:无人机平台电气系统
无人机平台电气系统包括蓄电池、螺旋桨电动
加电后,影响通信设备有效作用距离;无人机平台螺
1.2 实验方案二:辐射干扰源定位试验
机、电调、舵机、飞控计算机、GPS接收机、遥测遥控
旋桨电动机和舵机工作时,进步影响通信设备接
无人机内电气及接地的连接示意图,如图2所
等电气设备。无人机平台电气设备中存在大量干扰
收性能;通信设备处于全功率发射状态时,无人机舵
示,飞控计算机控制螺旋桨电机、4个舵机,各设备
图4 飞控计算机外壳缝隙辐射的干扰噪声
外壳地与机架良好搭接。设计3个辐射源定位试
验,条件分别为:
收稿日期:2014-07-05;修回日期:2014-09-22 Receivedda:t2014 e -07-05;Reviseddatec:o2014 ntrol-09co-m22puter
1212 1211第47卷第10期通信技术 Vol.47 No.10
第ww2w4071.4t卷xj年szz1.0co月m谢瑞云,毛得明,向敏:无人Co机mm电u通气nic信系at技i统on术与sT机ec载hn通olo信gy设备电磁兼容问题研究 Oct. 第2011 04年期2014
d源oi和:1电0.感3969负载j.,i可ssn以.1002通过-电0802源线.2014传导.10耦.合02或1辐射耦辐射试出验部条分件的宽:频无谱人干机扰平信台号通,电进时,步用恶近化场通探信头测设
试备的飞接控收计性算能机。与其舵中机螺连旋接桨线电上机辐与射电出调来电的气干连扰接信关
合到机载通信设备中,严重影响机载通信设备的性
号系如,测图试7结所果示如,目图前3所螺示旋。桨电机与电调之间连接线
能。分析、解决无人机平台电气系