航天器之间的电磁兼容性是航天器在轨飞行任务能否顺利进行的重要保证。只有发射前在地面进行相应的试验,评估影响,发现问题,才能确保航天器在轨正常运行,完成各项任务。
该试验通常在全电波暗室中进行。暗室尺寸应该能够容纳参试的航天器及其辅助支持设备,并有转台、吊装设施,用于航天器的进出、移动。全电波暗室六面都敷设有吸波材料,减少电磁波的反射,以模拟航天器在轨运行所处的自由空间环境。该试验的目的是验证在轨飞行的两个或多个航天器间无线系统是否兼容,是否存在相互干扰以及影响程度。
该试验一般适用于交会对接的航天器(如空间站、载人飞船、月球探测器、火星着陆/返回器等)和编队飞行的航天器(如导航星座、对地观测星座等)。对于交会对接的航天器,采用电磁环境界面替代法进行测试。首先确定各航天器对外的电磁环境界面,然后收集航天器在电磁环境界面处的电磁辐射发射数据,这些数据优先采用各航天器的实测数据。如果没有实测数据也可采用预测分析的结果,接下来根据任务重要程度确定系统安全裕度,将得到的电磁环境界面处的电磁辐射发射数据加上系统安全裕度作为对接目标的辐射敏感度限值。最后,在暗室里按照以上确定的辐射敏感度限值通过发射天线对对接目标进行照射,。同时监测对接目标工作是否正常,记录各种性能参数、结果。
对于编队飞行的航天器,首先对编队中的航天器进行频率分析,包括谐波、互调、交调、乱真响应等。如果有潜在的频率干扰,则要分析编队飞行任务时航天器间的最近距离,预测出相互间的电磁辐射发射值,在暗室里按照该限值对编队中潜在受影响的飞行器进行敏感度试验。同时监测飞行器工作是否正常,记录各种性能参数、结果。
航天器在轨运行的电磁兼容试验的结果包括测试位置、测试频段、场强大小、航天器工作情况、是否敏感(若敏感,则提供敏感频率、阈值)等。总体人员根据试验结果评估航天器之间在轨飞行时的兼容性,并按照电磁干扰三要素(干扰源-传播路径-敏感设备)对潜在的干扰进行控制,对敏感设备进行防护,为确定航天器在轨飞行的状态、任务流程提供决策支持。