ROMES与ROGNSS系统射频场传导抗扰度检测技术研究

引言

在区域导航卫星系统（RNSS）中，ROMES（地球站）负责数据通信，ROGNSS接收器则提供高精度定位、导航与授时（PNT）服务。由于二者工作在1.5 GHz频段（如北斗B1、GPS L1等），需通过射频场传导抗扰度测试验证其在电磁干扰下的可靠性。本文深入探讨其检测项目、标准与方法。

一、检测标准与适用范围

1. 核心标准

   • IEC 61000-4-6：传导骚扰抗扰度测试通用标准（频率范围150 kHz - 230 MHz）。
   • RTCA DO-160：航空电子设备EMC测试（适用于高可靠性场景）。
   • GB/T 17626.6：中国标准，等同采用IEC 61000-4-6。

2. 适用场景

   • ROMES：卫星通信链路（1.5 GHz）在电源线、信号线受传导干扰时的稳定性。
   • ROGNSS：导航接收器在干扰下的定位精度、授时同步能力。

二、关键检测项目

1.连续波（CW）干扰测试

• 目的：验证设备对单频干扰的耐受性。
• 参数：
  • 频率范围：150 kHz - 230 MHz（覆盖谐波及互调干扰风险频段）。
  • 场强等级：1 V/m - 10 V/m（依据设备类别选择，如工业环境采用Level 3）。
• 设备要求：信号发生器（1 GHz带宽以上）、功率放大器（输出≥100 W）、CDN耦合网络。

2.调制波干扰测试

• 调制类型：
  • 100% AM调幅（1 kHz正弦波），模拟典型通信信号干扰。
  • 脉冲调制（重复频率217 Hz），模拟数字设备开关噪声。
• 评估指标：
  • ROMES：通信误码率（BER）需低于1×10⁻⁵。
  • ROGNSS：定位偏差≤5米，授时误差＜20 ns。

3.频率扫描与点频测试

• 扫描速率：≤1.5×10⁻³十倍频程/秒，确保干扰充分施加。
• 重点频点：
  • 1.5 GHz工作频段±10 MHz（检测带内干扰抑制能力）。
  • 电源谐波频点（如150 kHz、450 kHz）。

4.设备性能监测

• 监测参数：
  • ROMES：数据吞吐量、信噪比（SNR）下降值。
  • ROGNSS：载噪比（C/N₀）、伪距测量误差、重捕获时间。
• 判定标准：测试中不允许出现通信中断或导航定位失效。

三、测试配置与方法

1.测试布置

• 耦合方式：
  • CDN法：通过耦合去耦网络将干扰注入电源线/信号线（图1）。
  • 电流钳法：对非屏蔽线缆施加共模干扰。
• 接地要求：参考接地平面阻抗≤2.5 mΩ，避免接地回路引入误差。

图1：典型传导抗扰度测试布置

2.测试流程

1. 预测试校准：确保干扰信号幅度精度（±2 dB以内）。
2. 干扰施加：按标准等级逐步增加场强，记录设备响应。
3. 实时监测：使用频谱仪、导航模拟器同步采集性能数据。
4. 后处理分析：对比干扰施加前后的性能参数变化。

四、案例分析与挑战

1.典型失效案例

• 问题描述：某ROGNSS接收器在10 MHz干扰下C/N₀下降8 dB，导致定位漂移。
• 根因分析：电源滤波电路谐振点与干扰频率重合，引发传导泄露。
• 解决方案：优化滤波器阻尼特性，增加铁氧体磁环抑制共模噪声。

2.技术挑战

• 高频耦合：1.5 GHz干扰易通过辐射耦合，需结合辐射抗扰度测试（IEC 61000-4-3）。
• 多系统兼容性：RNSS与GNSS频段重叠时，需测试互调干扰影响。

五、结论与建议

• ROMES/ROGNSS设备的传导抗扰度测试需严格遵循IEC 61000-4-6，重点关注带内干扰抑制与电源线滤波性能。
• 建议采用系统级测试，模拟真实电磁环境中的多频段复合干扰场景。
• 未来研究方向：5G NR频段（如3.5 GHz）对RNSS设备的跨频段传导干扰机制。

参考文献

1. IEC 61000-4-6:2023, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-6: Testing and measurement techniques – Immunity to conducted disturbances, induced by radio-frequency fields.
2. RTCA DO-160G, Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment.
3. 北斗卫星导航系统公开服务性能规范（2023版）.

该文章系统性地梳理了检测项目的技术要点，结合实际案例与标准要求，为ROMES/ROGNSS设备的EMC设计及认证提供了指导。