與自然界產(chǎn)生的閃電不同，HIRF（高強(qiáng)度輻射場(chǎng)）是由人類活動(dòng)造成的電磁環(huán)境問(wèn)題。對(duì)飛機(jī)而言，HIRF環(huán)境是由雷達(dá)、無(wú)線電臺(tái)、廣播電視發(fā)射臺(tái)，以及其他地面、水面、空中的射頻（RF）發(fā)射機(jī)等傳輸電磁射頻能量而產(chǎn)生的，特點(diǎn)是頻率覆蓋范圍廣、電場(chǎng)強(qiáng)度高、作用時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)對(duì)各種飛行器的電氣和電子系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生危害，是影響飛行安全的“隱形殺手”。隨著現(xiàn)代飛機(jī)中的電子設(shè)備應(yīng)用增多，HIRF防護(hù)的重要性日益凸顯，成為飛機(jī)設(shè)計(jì)和機(jī)載設(shè)備裝機(jī)的必要條件。

什么是HIRF和HIRF試驗(yàn)？

（High Intensity Radio Field，高強(qiáng)度輻射場(chǎng)）是指在單位面積內(nèi)輻射能量比較高的一種電磁輻射，它是由電磁波的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度共同決定的。HIRF是復(fù)雜電磁環(huán)境的重要組成部分，可作為電磁干擾源通過(guò)飛機(jī)的門(mén)窗、天線、孔縫等耦合路徑進(jìn)入飛機(jī)內(nèi)部，造成艙內(nèi)設(shè)備的輻射干擾或傳導(dǎo)干擾。

HIRF試驗(yàn)是在諧振腔體內(nèi)注入電場(chǎng)射頻能量，通過(guò)機(jī)械攪拌或者其他方式，產(chǎn)生一個(gè)統(tǒng)計(jì)均勻、各向同性的射頻環(huán)境（均勻域），使被試品處于均勻域中運(yùn)行時(shí)受到各向同性的射頻能量干擾。通過(guò)模擬外部復(fù)雜電磁環(huán)境，驗(yàn)證被試品的HIRF防護(hù)能力。

為什么HIRF試驗(yàn)越來(lái)越重要？

電磁環(huán)境的復(fù)雜化是隨著電子技術(shù)的發(fā)展和電子技術(shù)的不斷運(yùn)用而隨之產(chǎn)生的，復(fù)雜電磁環(huán)境是未來(lái)信息化的重要特征。對(duì)飛機(jī)安全飛行來(lái)說(shuō)，HIRF防護(hù)設(shè)計(jì)和適航驗(yàn)證的重要性日益顯著主要源于以下因素：

1、現(xiàn)代外部環(huán)境中的射頻發(fā)射機(jī)數(shù)量和功率迅猛增加，HIRF環(huán)境越來(lái)越嚴(yán)酷，早期飛機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)可能并未考慮相關(guān)防護(hù)要求。

2、飛機(jī)本身執(zhí)行關(guān)鍵功能的傳統(tǒng)機(jī)械或機(jī)電控制系統(tǒng)，已逐漸被先進(jìn)的數(shù)字式電子/電氣系統(tǒng)取代，這些系統(tǒng)對(duì)外部電磁環(huán)境非常敏感，容易受到干擾。

3、現(xiàn)代飛機(jī)上低導(dǎo)電性的復(fù)合材料應(yīng)用增多，使得飛機(jī)對(duì)外部電磁環(huán)境的屏蔽性能大大減低，使得電子電氣系統(tǒng)更多暴露于外部電磁環(huán)境。

HIRF試驗(yàn)的相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)

? RTCA DO-160：國(guó)內(nèi)外認(rèn)可的航空機(jī)載設(shè)備試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

? IEC 61000-4-21：國(guó)際上通常采用的電磁兼容性（EMC）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

HIRF試驗(yàn)的應(yīng)用和方法

試驗(yàn)應(yīng)用范圍：飛控系統(tǒng)、航電系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、駕駛艙內(nèi)控制儀表、各類傳感器等。

HIRF試驗(yàn)有兩種主要方法：暗室法和混響室法。

面對(duì)目前HIRF防護(hù)驗(yàn)證的需求，使用暗室法試驗(yàn)時(shí)會(huì)受限于測(cè)試區(qū)域及高功率功放。

混響室法利用混響室所產(chǎn)生的寬頻帶、多極化、多模式、隨機(jī)相位且強(qiáng)電場(chǎng)的復(fù)雜電磁環(huán)境進(jìn)行輻射敏感 度試驗(yàn)，更加接近實(shí)際應(yīng)用的情況，更能反映電子信息設(shè)備全面的抗干擾特性，為電子信息設(shè)備進(jìn)行復(fù)雜電磁環(huán)境驗(yàn)證提供條件。

混響室法HIRF試驗(yàn)步驟

第一步校準(zhǔn)：場(chǎng)均勻性確認(rèn)

混響室中不布置樣品和輔助設(shè)備，在特定的注入功率下測(cè)量測(cè)試均勻域的8個(gè)角以及中心，共9個(gè)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。校準(zhǔn)僅使用步進(jìn)攪拌模式。

第二步校準(zhǔn)：載荷確認(rèn)

混響室中布置樣品和輔助設(shè)備, 樣品不上電，在連續(xù)波注入下記錄注入功率Prevmax和場(chǎng)強(qiáng)Emax的線性關(guān)系。

混響室原理圖

第三步測(cè)試：抗擾度測(cè)試

混響室中布置樣品和輔助設(shè)備，樣品上電，實(shí)現(xiàn)典型工作狀態(tài)。根據(jù)上一步校準(zhǔn)得到的線性關(guān)系，計(jì)算要求測(cè)試場(chǎng)強(qiáng)Edesire所需要的功率Ptarget，向混響室注入相對(duì)應(yīng)的功率。測(cè)試使用連續(xù)攪拌模式或者步進(jìn)攪拌模式。

廣電計(jì)量HIRF試驗(yàn)解決方案

廣電計(jì)量于2016年開(kāi)始建設(shè)HIRF高場(chǎng)強(qiáng)混響室，測(cè)試頻率為100MHz-18GHz，設(shè)計(jì)尺寸依據(jù)DO-160G的測(cè)試需求，長(zhǎng)寬高為8m×5m ×3.65m。測(cè)試均勻域大小為3m×3m ×2m，場(chǎng)強(qiáng)最高為6000V/m（可以滿足DO-160G除Cat L之外所有類別等級(jí)），滿足HIRF試驗(yàn)的要求。此外，廣電計(jì)量擁有多年的技術(shù)積累和沉淀，可滿足包含雷電感應(yīng)瞬態(tài)敏感度、電源輸入、感應(yīng)信號(hào)敏感度等在內(nèi)的一系列航空機(jī)載試驗(yàn)需求。

服務(wù)案例

? 承擔(dān)C919 A級(jí)系統(tǒng)級(jí)HIRF試驗(yàn)，是國(guó)內(nèi)首次按DO-160G開(kāi)展的民用飛機(jī)系統(tǒng)級(jí)HIRF試驗(yàn)，開(kāi)啟了國(guó)產(chǎn)飛機(jī)以系統(tǒng)為載體進(jìn)行適航取證試驗(yàn)的新篇章。

? 為C919多款產(chǎn)品提供3000V/m的HIRF試驗(yàn)、間接雷電效應(yīng)試驗(yàn)、電源特性試驗(yàn)等全套的航空機(jī)載檢測(cè)服務(wù)。

? 承擔(dān)ARJ21機(jī)載設(shè)備HIRF試驗(yàn)，助力客戶排查敏感頻段、定位問(wèn)題、分析問(wèn)題，最終順利通過(guò)試驗(yàn)。

? 承擔(dān)AG600飛機(jī)30余款產(chǎn)品的電磁兼容試驗(yàn)，為世界在研最大水陸兩用飛機(jī)成功首飛提供技術(shù)保障。