一种用于无线感知设备的辐射抗扰度试验系统及方法与流程

本发明涉及输变电工程，并且更具体地，涉及一种用于无线感知设备的辐射抗扰度试验系统及方法。

背景技术：

1、智能电网利用信息、通信、控制等技术与传统电力系统相融合，提高电力系统安全、稳定、高效的运行能力。变电站是电网的核心部分，而变电设备及其他电力设备的在线实时监测、调度、视频监控现场作业、户外设施状态等全自动化控制和管理，及时响应可能发生的非正常扰动并快速处理依赖于变电站内广泛分布的智能感知设备。智能感知设备通信主要有光纤网络和无线网络两种，光纤网络虽然具有高带宽、低时延、高可靠等优势，但其无法满足灵活、移动接入需求。5g网络无线智能感知设备则通过电力无线专网通信，大部分无线感知设备需要实时的通信。变电站属于设备密集、高电磁场场所，其中智能化的采集终端、智能感知设备极易受到外部的电磁干扰，当在变电站部署5g网络时，由于5g基站天线具有较强的发射功率，加上站内金属散射体对5g中频信号的遮挡和散射作用，使得变电站的电磁环境和智能设备的无线信道更为复杂。目前，5g技术在变电站的应用尚处于起步阶段，5g网络覆盖下的变电站智能设备电磁干扰防护技术与测试评价标准处于空白状态，实际工程应用中缺少依据和支撑。关键技术问题如得不到及时、有效解决，将严重制约5g技术在变电站的应用和推广。

2、辐射抗扰度试验主要模拟无线通信设备等有意发射体对其他设备造成干扰的现象,是电磁兼容试验中非常关键的试验项目。现有辐射抗扰度项目绝大多数是进行单频点射频场幅度调制的扫描测试，少量调频和脉冲调制测试。随着5g基站在变电站的安装，变电站内金属体十分密集，站内长强分布不均匀，且局部区域场强过高，部署在该区域内的无线感知设备存在电磁干扰的风险，有必然进行辐射抗扰度试验，由于5g网络信号带宽大、幅值高，与幅度调制存在差异，采用这种传统的抗扰度要求难以真实的考核无线感知设备的电磁抗干扰能力。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提出了一种用于无线感知设备的辐射抗扰度试验系统，包括：可编程信号矢量发生器、功率放大器、定向耦合器、发射天线、电场探头和控制器；

2、所述可编程信号矢量发生器，用于输出预设频率及幅度的多种调制方式矢量信号；

3、所述功率放大器，用于对所述多种调制方式矢量信号进行功率放大；

4、所述定向耦合器，用于对所述功率放大的多种调制方式矢量信号进行耦合，以得到目标信号；

5、所述发射天线用于输出目标信号，以产生用于辐射抗扰度试验的电场；

6、所述电场探头，用于探测得到所述电场的电场强度；

7、所述控制器，用于基于所述电场强度确定无线感知设备的辐射抗扰度。

8、可选的，发射天线和所述电场探头布置在电波暗室内。

9、可选的，电波暗室用于复现无线感知设备的电磁环境。

10、可选的，发射天线用于输出目标信号，以在电波暗室内产生用于辐射抗扰度试验的电场。

11、可选的，电场的电场强度为电波暗室内的电场强度。

12、可选的，系统还包括：功率计，所述功率计的两个通道分别连接定向耦合器的前向功率监测端口和反向功率监测端口，用于监测耦合后的多种调制方式矢量信号的功率。

13、可选的，控制器，还用于接收电场探头探测得到的电波暗室内的电场强度，和功率计监测到的可编程信号矢量发生器输出的多种调制方式矢量信号的功率，根据所述电场强度和功率，控制所述可编程信号矢量发生器输出的多种调制方式矢量信号的强度。

14、可选的，可编程信号矢量发生器至少包括两个，所述可编程信号矢量发生器输出多种调制方式矢量信号后，通过合路器将两路多种调制方式矢量信号合为一路多种调制方式矢量信号。

15、可选的，可编程信号矢量发生器、功率放大器、定向耦合器和发射天线之间，依次使用同轴电缆连接。

16、可选的，电场探头和控制器之间使用光纤连接。

17、可选的，可编程信号矢量发生器和功率计，与控制器之间使用通信线连接。

18、可选的，多种调制方式矢量信号，包括：bpsk、qpsk和xqam不同频率的射频宽带信号，及bpsk、qpsk和xqam不同频率的射频宽带信号的组合信号。

19、可选的，发射天线为超宽带发射天线。

20、再一方面，本发明还提出了一种用于无线感知设备的辐射抗扰度试验方法，包括：通过可编程信号矢量发生器输出预设频率及幅度的多种调制方式矢量信号，通过功率放大器对所述多种调制方式矢量信号进行功率放大，通过定向耦合器对所述功率放大的多种调制方式矢量信号进行耦合，以得到目标信号，通过发射天线输出目标信号，以产生用于辐射抗扰度试验的电场，通过电场探头探测得到所述电场的电场强度，通过控制器基于所述电场强度确定无线感知设备的辐射抗扰度。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

22、本发明提供了一种用于无线感知设备的辐射抗扰度试验系统，包括：可编程信号矢量发生器、功率放大器、定向耦合器、发射天线、电场探头和控制器；所述可编程信号矢量发生器，用于输出预设频率及幅度的多种调制方式矢量信号；所述功率放大器，用于对所述多种调制方式矢量信号进行功率放大；所述定向耦合器，用于对所述功率放大的多种调制方式矢量信号进行耦合，以得到目标信号；所述发射天线用于输出目标信号，以产生用于辐射抗扰度试验的电场；所述电场探头，用于探测得到所述电场的电场强度；所述控制器，用于基于所述电场强度确定无线感知设备的辐射抗扰度。本发明能够可靠的测到准确的无线感知设备的辐射抗扰度。

技术特征：

1.一种用于无线感知设备的辐射抗扰度试验系统，其特征在于，所述系统包括：可编程信号矢量发生器、功率放大器、定向耦合器、发射天线、电场探头和控制器；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发射天线和所述电场探头布置在电波暗室内。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电波暗室用于复现无线感知设备的电磁环境。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发射天线用于输出目标信号，以在电波暗室内产生用于辐射抗扰度试验的电场。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电场的电场强度为电波暗室内的电场强度。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：功率计，所述功率计的两个通道分别连接定向耦合器的前向功率监测端口和反向功率监测端口，用于监测耦合后的多种调制方式矢量信号的功率。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器，还用于接收电场探头探测得到的电波暗室内的电场强度，和功率计监测到的可编程信号矢量发生器输出的多种调制方式矢量信号的功率，根据所述电场强度和功率，控制所述可编程信号矢量发生器输出的多种调制方式矢量信号的强度。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述可编程信号矢量发生器至少包括两个，所述可编程信号矢量发生器输出多种调制方式矢量信号后，通过合路器将两路多种调制方式矢量信号合为一路多种调制方式矢量信号。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述可编程信号矢量发生器、功率放大器、定向耦合器和发射天线之间，依次使用同轴电缆连接。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电场探头和控制器之间使用光纤连接。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述可编程信号矢量发生器和功率计，与控制器之间使用通信线连接。

12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多种调制方式矢量信号，包括：bpsk、qpsk和xqam不同频率的射频宽带信号，及bpsk、qpsk和xqam不同频率的射频宽带信号的组合信号。

13.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发射天线为超宽带发射天线。

14.一种使用如权利要求1-13任意一种系统用于无线感知设备的辐射抗扰度试验方法，其特征在于，所述方法包括：通过可编程信号矢量发生器输出预设频率及幅度的多种调制方式矢量信号，通过功率放大器对所述多种调制方式矢量信号进行功率放大，通过定向耦合器对所述功率放大的多种调制方式矢量信号进行耦合，以得到目标信号，通过发射天线输出目标信号，以产生用于辐射抗扰度试验的电场，通过电场探头探测得到所述电场的电场强度，通过控制器基于所述电场强度确定无线感知设备的辐射抗扰度。

技术总结
本发明公开了一种用于无线感知设备的辐射抗扰度试验系统及方法，属于输变电工程技术领域。本发明系统，包括：可编程信号矢量发生器、功率放大器、定向耦合器、发射天线、电场探头和控制器；所述可编程信号矢量发生器，用于输出预设频率及幅度的多种调制方式矢量信号；所述功率放大器，用于对所述多种调制方式矢量信号进行功率放大；所述定向耦合器，用于对所述功率放大的多种调制方式矢量信号进行耦合，以得到目标信号；所述发射天线用于输出目标信号，以产生用于辐射抗扰度试验的电场；所述电场探头，用于探测得到所述电场的电场强度；所述控制器，用于基于所述电场强度确定无线感知设备的辐射抗扰度。本发明能测到无线感知设备的辐射抗扰度。

技术研发人员：刘兴发,齐道坤,郭新菊,李逸峰,尹婷,刘冀秋,吕铎,李峰,张建功,干喆渊,杨丹,路遥,唐波,贺伟,赵军,王延召,谢辉春,张业茂,李妮,倪园,周兵,胡静竹,刘健犇
受保护的技术使用者：中国电力科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16