[發明專利]一種電磁脈沖電場探頭時域校準方法

有效

• 申請號: 201410212421.0
• 申請日: 2014-05-20
• 公開（公告）號: CN105093147B
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 李欣;張雪芹;梁睿;曹保鋒;范江兵
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63973部隊
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 中國人民解放軍防化研究院專利服務中心 11046
• 代理人: 劉永盛;肇文麗

本發明涉及一種電磁脈沖電場探頭時域校準方法，該方法可在時域對電磁脈沖電場測量探頭進行校準。它包括電波暗室，脈沖信號源，發射天線，標準接收天線，數字示波器。其方法是：在電波暗室內按照固定的位置擺放發射天線及標準接收天線，脈沖信號源及數字示波器放置在電波暗室控制室內，脈沖信號源通過穿墻電纜向發射天線饋入脈沖電壓信號，發射天線向外輻射電磁脈沖，標準接收天線接收發射天線輻射的脈沖電場，數字示波器通過穿墻電纜與接收天線及待校準電場探頭相連，記錄標準接收天線及待校準電場探頭測得的電壓信號波形，通過一定的算法對測得電壓信號進行處理后得到待校準電場探頭的時域傳遞函數，實現電磁脈沖電場探頭的時域校準。

技術領域

本發明涉及一種電磁脈沖電場探頭時域校準方法，屬于瞬態電磁脈沖電場測量領域，為瞬態電磁脈沖電場測量設備提供校準方法。

背景技術

電磁脈沖測量是電磁脈沖試驗的一個重要環節，電磁脈沖測量需要獲得待測電場或磁場的時域波形，因此需要對測量電磁脈沖電場或磁場的探頭(設備)在時域直接進行校準。

常用的電場探頭校準方法主要在頻域進行校準，該方法在校準過程中信號源輸出特定幅值、特定頻率的連續波信號，通過對比產生的場強值和待測電場探頭的讀數達到校準的目的。一次測量僅能在單個頻點對電場探頭進行校準，需經過多次測量才能實現對待測電場探頭的校準，該方法校準實驗過程復雜，消耗時間長。

2009年專利CN 101561481公開了一種高頻電場探頭校準方法，該校準方法采用標準天線法實現了對電場探頭的頻域校準，由于該方法在頻域校準，校準實驗過程復雜，而且該方法僅能對小尺寸電場探頭進行校準。

2006年出版的《安全與電磁兼容》第6期(86～88頁)雜志中《光纖傳輸脈沖電場傳感器的時域校準》一文公開了一種電磁脈沖電場傳感器時域校準裝置及方法，該裝置采用標準場法，由TEM小室產生標準電場實現了電場傳感器的時域校準，受TEM小室內部工作空間的限制，該校準方法僅能對小體積電場探頭進行時域校準。

針對上述存在的問題，本發明提供了一種電磁脈沖電場探頭時域校準方法，該校準方法采用標準天線法，可直接在時域完成電磁脈沖電場探頭的校準工作。

發明內容

本發明的目的是提供一種電磁脈沖電場探頭時域校準方法，該校準方法的優點是：采用標準天線法，整個校準實驗在電波暗室中進行，電波暗室為校準實驗提供一個相對“干凈”的電磁環境，脈沖信號源及數字示波器放置在電波暗室控制室中，與工作天線進行有效的隔離，減小了校準過程中用電設備帶來的干擾。本發明提供的電磁脈沖電場探頭時域校準方法可快速地完成較大尺寸電磁脈沖電場探頭的時域校準。

本發明所述的電磁脈沖電場探頭時域校準方法，包括控制室、電波暗室、發射天線、標準接收天線、敷設吸波材料區域、屏蔽射頻電纜、屏蔽射頻信號線、轉接板、脈沖信號源、數字示波器；控制室與電波暗室通過轉接板進行設備間的連接及信號傳輸，校準試驗在電波暗室中進行，電波暗室四周墻壁及頂部均貼有吸波材料，發射天線與標準接收天線之間的敷設吸波材料區域放置吸波材料，發射天線及標準接收天線極化方向相同；脈沖信號源及數字示波器放置在控制室內，脈沖信號源通過屏蔽射頻電纜向發射天線饋入脈沖電壓信號，發射天線向外輻射電磁脈沖，標準接收天線接收發射天線輻射的脈沖電場，數字示波器通過屏蔽射頻信號線與標準接收天線或待校準電場探頭相連，記錄標準接收天線或待校準電場探頭測得的電壓信號波形，通過一定的算法對測得電壓信號進行處理后得到待校準電場探頭的時域傳遞函數，實現對電磁脈沖電場探頭的時域校準。

電波暗室四周墻壁及頂部均貼有吸波材料，同時在發射天線與標準接收天線之間的地面上也放置了吸波材料，有效減小了電磁信號的反射，從而為電磁脈沖電場探頭校準測試創造了一個相對“干凈”的電磁環境。

所述校準過程中脈沖信號源采用高壓脈沖源，其輸出高壓脈沖信號前沿1ns～2ns可調，脈寬10ns～100ns可調，輸出脈沖前沿抖動在20ps～50ps范圍內。