PART-01

衛(wèi)星EMC測試概述

電磁兼容性（EMC）作為一門研究電磁干擾以及抗擾度的系統(tǒng)科學，已成為衛(wèi)星設計、制造和測試中的關鍵環(huán)節(jié)。對于現(xiàn)代衛(wèi)星系統(tǒng)而言，電磁兼容性意味著兩個核心能力：一是在復雜的電磁環(huán)境中保持正常工作而性能不降級的能力（抗擾度）；二是不對其他電子設備產(chǎn)生有害電磁干擾的能力（發(fā)射控制）。衛(wèi)星EMC測試即是驗證衛(wèi)星系統(tǒng)達成這兩種能力的全過程，它貫穿于衛(wèi)星的整個生命周期，從元器件選擇、電路板設計到系統(tǒng)集成和在軌運行。

電磁干擾是EMC研究的核心，對于衛(wèi)星來說，絕大多數(shù)電磁干擾是由星上干擾源引起的。這些干擾通過傳導耦合或輻射耦合途徑在衛(wèi)星系統(tǒng)內(nèi)傳播，當達到敏感設備容忍極限時，便會導致性能下降甚至功能失效。衛(wèi)星EMC測試的核心挑戰(zhàn)在于，衛(wèi)星平臺集中了X頻段載荷天線和數(shù)傳天線、Ka頻段中繼天線、S頻段測控天線、L頻段導航接收機等多種無線設備，這些設備往往同時包含高功率發(fā)射機和高靈敏度接收機，形成了極為復雜的內(nèi)部電磁環(huán)境。

衛(wèi)星EMC測試的特殊性還源于太空任務的不可維修性。一旦衛(wèi)星進入軌道，幾乎無法對硬件進行修復或更換，這要求地面測試必須盡可能全面地模擬太空環(huán)境中可能遇到的各種電磁場景。同時，衛(wèi)星必須經(jīng)受發(fā)射階段極端力學環(huán)境與在軌階段嚴酷空間環(huán)境（高真空、溫度交變、粒子輻射等）的雙重考驗，這些環(huán)境因素會改變材料的電磁特性，進而影響系統(tǒng)的EMC性能。因此，衛(wèi)星EMC測試往往與環(huán)境應力試驗（如振動、沖擊、熱真空循環(huán)）結(jié)合進行，以驗證在真實環(huán)境下的兼容性。

PART-02

行業(yè)背景與現(xiàn)狀

隨著商業(yè)航天的迅猛發(fā)展和低軌衛(wèi)星星座的大規(guī)模部署，衛(wèi)星EMC測試正面臨前所未有的挑戰(zhàn)與機遇。全球太空經(jīng)濟預計在2040年突破1萬億美元，這一宏偉前景吸引了大量商業(yè)資本和技術(shù)力量進入航天領域，催生了以星鏈為代表的低軌通信衛(wèi)星星座，開啟了全新的衛(wèi)星研發(fā)和制造模式。在這些商業(yè)星座中，衛(wèi)星的制造模式從傳統(tǒng)的定制化、高成本向標準化、低成本轉(zhuǎn)變。衛(wèi)星的快速迭代已成為行業(yè)的常態(tài)，商業(yè)貨架器件和組件已逐步進入衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈，這給電磁兼容測試帶來了更多挑戰(zhàn)，如何高效、有效的開展衛(wèi)星器件和整星的EMC測試成為行業(yè)亟待解決的問題。

PART-03

標準體系解讀

衛(wèi)星EMC測試遵循嚴格的標準體系，這些標準確保了測試結(jié)果的可比性和可靠性。目前國際上通用的兩大標準體系分別是AIAA(美國航空航天局)和ECSS（歐洲空間標準化合作組織）。這兩個標準雖然針對的都是空間設備，且測試要求都已MIL461G為主體，但在測試要求和性能判據(jù)上存在細微差別，反映了不同組織對空間電磁環(huán)境理解的差異。在國內(nèi)，是以標準GJB151B-2013以及GJB151C-2024為主體要求。針對標準中的空間設備，開展對衛(wèi)星的EMC測試，當然了，根據(jù)通訊頻段和測試要求的增加，測試頻率的擴展，已經(jīng)逐漸成為新的測試要求。

隨著北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展，我國也制定了針對北斗終端的相關標準。GB/T 44182-2024《支持北斗的移動終端性能技術(shù)要求及測量方法 電磁兼容性能》于2024年發(fā)布，填補了支持北斗的移動終端設備的電磁兼容性能指標空白。這一標準規(guī)定了支持北斗的移動通信終端的電磁兼容性要求，包括試驗條件、限值、性能判據(jù)和測量方法，適用于在固定位置使用的、便攜和車載使用的支持北斗的移動終端電磁兼容檢測工作。

同時，隨著商業(yè)航天的高速發(fā)展，衛(wèi)星運營企業(yè)也會根據(jù)實踐和商業(yè)需求，修訂企業(yè)自己的相關測試方法和標準。這就要求EMC測試系統(tǒng)提供商的專業(yè)支持和高質(zhì)量測試能力。

PART-04

測試方案

衛(wèi)星EMC測試遵循分層次、全周期的驗證策略，從設備級、分系統(tǒng)級到整星級逐級驗證，確保在早期發(fā)現(xiàn)并解決大多數(shù)電磁兼容問題。這種金字塔式的測試架構(gòu)既能有效控制研發(fā)風險，又能在系統(tǒng)集成前排除大部分潛在干擾，是經(jīng)過數(shù)十年航天實踐驗證的高效方法。

01 設備級測試

設備級測試是EMC驗證的基礎，針對衛(wèi)星上的單機設備進行。根據(jù)GJB151B-2013以及GJB151C-2024標準，設備級測試通常包括傳導發(fā)射、輻射發(fā)射、傳導敏感度和輻射敏感度四大類。傳導發(fā)射測試測量設備通過電源線和信號線發(fā)射的噪聲；輻射發(fā)射測試測量設備通過空間輻射的電磁噪聲；傳導敏感度測試驗證設備對電源線和信號線上干擾的抵抗能力；輻射敏感度測試則驗證設備對抗空間電磁干擾的能力。

02 分系統(tǒng)級測試

分系統(tǒng)級測試關注衛(wèi)星內(nèi)功能相關的設備組之間的兼容性，例如電源子系統(tǒng)、遙測跟蹤與指令子系統(tǒng)、有效載荷子系統(tǒng)等。這一級別的測試通常在代表性配置下進行，使用真實的分系統(tǒng)電纜網(wǎng)絡，但可能使用模擬負載代替部分設備。分系統(tǒng)測試的重點是驗證接口兼容性，確保各設備間不會通過接口電纜產(chǎn)生傳導干擾。

03 整星級測試

整星級EMC測試是衛(wèi)星發(fā)射前的最終驗證，旨在確認所有分系統(tǒng)集成后，衛(wèi)星作為一個整體滿足電磁兼容要求。整星測試包括輻射發(fā)射、輻射敏感度、靜電放電和雷電間接效應等項目，具體測試項目需根據(jù)衛(wèi)星任務特點和運行環(huán)境進行裁剪。

羅德與施瓦茨公司（下稱R&S公司）在EMC測試領域深耕多年，在航空航天和衛(wèi)星測試方面建立了非常多的EMC測試系統(tǒng)，大力支持了中國的航空航天和衛(wèi)星業(yè)務。

R&S公司EMC測試的系統(tǒng)優(yōu)點：

01 主要設備由 R&S 制造

R&S公司在中國是唯一的系統(tǒng)集成商同時也是系統(tǒng)的核心設備制造商。R&S公司所生產(chǎn)的設備包括EMI測試接收機、信號發(fā)生器、開關單元、功率計、功率放大器等。以EMI接收機為例，R&S公司于1962年首次推出帶有準峰值檢波的接收機ESH，在至今六十多年的時間里，R&S公司不斷優(yōu)化產(chǎn)品，引領測試和標準，推動測試效率的提升和測試技術(shù)的擴展。目前，業(yè)界內(nèi)的頂級接收機ESW具有最高970MHz的FFT帶寬，相較于傳統(tǒng)的點頻掃描測試，其測試效率得以極大的提升。根據(jù)測試頻段的不同，測試效率有百倍，甚至千倍的提升，為很多極限條件下的測試提供了可能。

02 優(yōu)良的測試儀器

EMI測試系統(tǒng)的核心設備是EMI測試接收機。R&S的R&SESW系列 EMI測試接收機正是處于業(yè)界領先地位。其超低測量不確定性和領先業(yè)界的掃描點數(shù)，使得R&S的EMI測試接收機能夠提供無與倫比的測試精確性。同時，我們的測試接收機還具有快速傅立葉變換(FFT)功能，允許快速測量，從而節(jié)約時間，極為高效地完成測試。

EMS測試系統(tǒng)的核心設備是功率放大器。R&S的R&SBBA和R&SBBL系列功率放大器在EMS測試，覆蓋4kHz 到6GHz頻段，處于固態(tài)放大器的業(yè)界領先地位。R&SBBA與R&SBBL運用模塊化設計理念。當任何模塊發(fā)生故障時，可現(xiàn)場更換。模塊化理念同時也使得升級頻率或功率提升變得簡單易行。

R&S的測試設備大多采用模塊化的設計理念，這就意味著這些設備是可升級的。尤其是放大器等設備，在相關的頻率范圍，可便捷地完成輸出功率的升級，以達到更高級別的測試要求。

R&SESW 測量接收機

R&SBBA 功率放大器

03 與第三方廠商之間的合作伙伴關系

對于我們不生產(chǎn)制造的儀器和附件，R&S已與多家EMC測試設備領先制造商形成戰(zhàn)略合作伙伴關系。以便提供給我們的客戶一個完整的EMC系統(tǒng)以及交鑰匙的系統(tǒng)工程。

04 EMC項目經(jīng)驗

R&S中國已經(jīng)向各界提供EMC系統(tǒng)長達近30年之久。我們的許多工程師已加入公司多年，伴隨公司成長，在EMC系統(tǒng)方面的項目經(jīng)驗極為豐富。

我們不僅僅是只關心為客戶提供一個測試系統(tǒng)，而是更關注系統(tǒng)的品質(zhì)，穩(wěn)定性和可重復性，基于我們在EMC系統(tǒng)的知識和經(jīng)驗，確保了我們能夠為我們的客戶提供最佳的系統(tǒng)配置。實現(xiàn)我們所承諾的數(shù)據(jù)與結(jié)果。

PART-05

創(chuàng)新測試技術(shù)與優(yōu)勢

隨著衛(wèi)星技術(shù)的不斷發(fā)展，EMC測試技術(shù)也需要持續(xù)創(chuàng)新。以衛(wèi)星間高速中繼的核心頻段為例，其工作頻率在60GHz附近，以支撐全球高效、低延時通行的要求；另外，60GHz器件工藝為未來更高頻率的衛(wèi)星通信奠定技術(shù)基礎，未來的工作頻段可能會擴頻至100GHz；且射電天文保護頻段（59.3GHz-60GHz）與氣象衛(wèi)星的工作頻段存在共存問題，基于上述的要求和存在的問題，推進衛(wèi)星高頻的EMC測試，包括測試頻率的擴展以及測試場強的提升。目前，R&S為中國的衛(wèi)星客戶提供了40GHz-70GHz的輻射發(fā)射測試系統(tǒng)，以及40GHz-70GHz，200V/m的輻射抗擾度測試系統(tǒng)，為業(yè)界內(nèi)首次交付。

面對大規(guī)模低軌星帶來的顛覆性產(chǎn)業(yè)變革，R&S公司愿與產(chǎn)業(yè)鏈的合作伙伴在低軌終端、衛(wèi)星器件組件、整星等方面的EMC測試為基礎，共同推動產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展，進一步提高EMC測試的自動化水平，實現(xiàn)更加智能的測試愿景。

羅德與施瓦茨業(yè)務涵蓋測試測量、技術(shù)系統(tǒng)、網(wǎng)絡與網(wǎng)絡安全，致力于打造一個更加安全、互聯(lián)的世界。成立 90 多年來，羅德與施瓦茨作為全球科技集團，通過發(fā)展尖端技術(shù)，不斷突破技術(shù)界限。公司領先的產(chǎn)品和解決方案賦能眾多行業(yè)客戶，助其獲得數(shù)字技術(shù)領導力。羅德與施瓦茨總部位于德國慕尼黑，作為一家私有企業(yè)，公司在全球范圍內(nèi)獨立、長期、可持續(xù)地開展業(yè)務。