[發(fā)明專利]一種特高頻電磁脈沖傳感器特性標(biāo)定方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210257580.7
• 申請日: 2022-03-16
• 公開（公告）號: CN114355270B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王異凡;楊青;馬建國;黃輝;龔金龍;邵先軍;周紹華;金涌濤;鄭一鳴;宋琦華;孫明;王一帆;駱麗;王尊;王劭鶴
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(xué)研究院;浙江大學(xué)
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務(wù)所(普通合伙) 33206
• 代理人: 許守金;張建青

本發(fā)明公開了一種特高頻電磁脈沖傳感器特性標(biāo)定方法及系統(tǒng)，屬于傳感器特性標(biāo)定技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的基于單錐天線的特高頻電磁脈沖傳感器特性標(biāo)定方法，通過構(gòu)建高功率亞納秒前沿脈沖源以及鏡面單錐天線，形成鏡面單錐標(biāo)定系統(tǒng)，所述高功率亞納秒前沿脈沖源為基于雪崩三極管的全固態(tài)脈沖源，能用于實現(xiàn)特高頻電磁脈沖傳感器的標(biāo)定，進(jìn)而使得輸出脈沖前沿達(dá)到百ps量級，峰值電壓達(dá)到kV量級，從而能夠產(chǎn)生高場強亞納秒電磁脈沖標(biāo)準(zhǔn)場環(huán)境，能夠?qū)崿F(xiàn)對高幅值快前沿特高頻電磁脈沖傳感器的標(biāo)定，從而大大提升GIS綜合脈沖輻射環(huán)境測量水平，解決了高幅值快前沿特高頻電磁脈沖測量傳感器的標(biāo)定問題，方案簡單，實用，切實可行，便于實現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種特高頻電磁脈沖傳感器特性標(biāo)定方法及系統(tǒng)，屬于傳感器特性標(biāo)定技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

與電磁兼容連續(xù)波電場信號不同，電磁脈沖是一種瞬態(tài)信號，具有上升沿快、持續(xù)時間短、幅值高、頻帶寬等特點。因而要求測試系統(tǒng)具有極寬的測試帶寬及大線性動態(tài)范圍，從而對測量傳感器及標(biāo)定系統(tǒng)提出了新的要求。目前國際上并沒有相關(guān)的校準(zhǔn)及標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，通常是依據(jù)IEEE在2013年發(fā)布的IEEE STD 1309-2013。

該標(biāo)準(zhǔn)提出的3種校準(zhǔn)方法中，以B類校準(zhǔn)方法最為常用。該方法使用標(biāo)準(zhǔn)電磁場產(chǎn)生裝置，產(chǎn)生電場強度、磁場強度及其分布均已知的電磁場，利用計算得到的輸入電場強度及磁場強度與傳感器輸出電壓信號之間的關(guān)系對傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)。常用的標(biāo)準(zhǔn)場產(chǎn)生裝置包括橫電磁波（Transient Electromagnetic, TEM）小室、吉赫橫電磁波（GigaherzTransient Electromagnetic, GTEM）小室，及鏡面單錐（Mono-Cone）TEM小室等。TEM小室使用頻率上限應(yīng)該在 200 MHz 以下，明顯無法滿足超短電磁脈沖場計量要求，GTEM室使用上限頻率雖達(dá) 1 GHz，但受內(nèi)部電場均勻性等因素限制， IEEE 1309-2013 中特別提出不將其作為首選的短電磁脈沖電場產(chǎn)生方法。單錐 TEM 室使用頻率范圍達(dá)到了9 kHz~20 GHz，是當(dāng)前產(chǎn)生短電磁脈沖場的方法之一，也是目前國際上短電磁脈沖電磁場標(biāo)準(zhǔn)裝置的推薦方案。

1978年，鏡面單錐天線已被美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院用作傳感器和天線校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)裝置，它具有極高的上限頻率。全俄光學(xué)物理計量院和韓國國家計量科學(xué)研究院也相繼建立了單錐天線標(biāo)定系統(tǒng)，用于校準(zhǔn)電磁場傳感器和建立相關(guān)的。國內(nèi)清華大學(xué)、西北核技術(shù)研究院等單位研發(fā)了相關(guān)的鏡面單錐標(biāo)定系統(tǒng)，但標(biāo)定系統(tǒng)所產(chǎn)生的電磁脈沖前沿和幅值均有限，難以實現(xiàn)高場強快前沿特高頻電磁脈沖傳感器的標(biāo)定。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的一在于提供一種通過構(gòu)建高功率亞納秒前沿脈沖源以及鏡面單錐天線，形成鏡面單錐標(biāo)定系統(tǒng)，從而能夠產(chǎn)生高場強亞納秒電磁脈沖標(biāo)準(zhǔn)場環(huán)境，能夠?qū)崿F(xiàn)對高幅值快前沿特高頻電磁脈沖傳感器的標(biāo)定，進(jìn)而可大大提升GIS綜合脈沖輻射環(huán)境測量水平，解決了高幅值快前沿特高頻電磁脈沖測量傳感器的標(biāo)定問題，方案簡單，實用，切實可行，便于實現(xiàn)的特高頻電磁脈沖傳感器特性標(biāo)定方法。

本發(fā)明的目的二在于提供一種基于雪崩三極管的全固態(tài)脈沖源饋電，能夠產(chǎn)生高場強亞納秒電磁脈沖標(biāo)準(zhǔn)場環(huán)境，能夠?qū)崿F(xiàn)對傳感器，特別是高幅值快前沿特高頻電磁脈沖傳感器的標(biāo)定，從而大大提升GIS綜合脈沖輻射環(huán)境測量水平，解決了高幅值快前沿特高頻電磁脈沖測量傳感器的標(biāo)定問題，方案簡單，實用，切實可行，便于實現(xiàn)的特高頻電磁脈沖傳感器特性標(biāo)定系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的之一，本發(fā)明的第一種技術(shù)方案為：

基于單錐天線的特高頻電磁脈沖傳感器特性標(biāo)定方法，

其包括以下步驟：

第一步，構(gòu)建高功率亞納秒前沿脈沖源以及鏡面單錐天線；

第二步，將第一步中的高功率亞納秒前沿脈沖源和鏡面單錐天線通過電纜進(jìn)行連接，形成鏡面單錐標(biāo)定系統(tǒng)；