[發明專利]一種遠程衰減可調節的電磁脈沖光纖測量系統及方法

在審

• 申請號: 202210608873.5
• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN115021808A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 倪曉軍;和少寅;裘鵬;劉黎;謝彥召;陸翌;相輝;朱承治;胡俊華;陳曉剛;甘純
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司電力科學研究院;西安交通大學
• 主分類號: H04B10/079
• 分類號: H04B10/079;G01R29/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 范巍

本發明公開了一種遠程衰減可調節的電磁脈沖光纖測量系統及方法，屬于高功率電磁脈沖輻射測量技術領域，本發明公開的多功能脈沖輻射測量的光纖傳輸系統，將衰減器內置到光發射機里，通過光纖控制信號遠程控制衰減系數，光纖傳輸系統除了實現基礎的信號傳輸功能外，能夠拓寬可測量的信號動態條件范圍。根據預估及實測信號幅值大小，實時調節衰減系數，實現光纖測量系統的前后端閉環反饋，可實現多樣化的高功率電磁脈沖輻射測量需求。本發明的系統能夠保證測量系統抗電磁干擾的同時，實現遠程控制調節衰減系數，保證測量工作的有效開展，提高測量效率。

技術領域

本發明屬于高功率電磁脈沖輻射測量技術領域，具體涉及一種遠程衰減可調節的電磁脈沖光纖測量系統及方法。

背景技術

在多功能脈沖輻射裝置實驗過程中，由于實驗中所產生高場強電磁輻射環境，會對實驗參與人員的人身安全產生危害，因此通常輻射裝置處在屏蔽室內部，實驗過程中屏蔽門關閉，實驗人員則身處實驗室外操作間通過遠程控制實驗操作和獲取實驗結果，在這個過程中涉及到操作信號的傳輸和實驗測量數據的傳輸。輻射實驗中，電磁環境場強較高，出于人員防護安全考慮，操作間通常距離實驗裝置較遠?；陔娎|的數據傳輸方式不僅對信號的衰減過大，而且會引入干擾信號，影響實驗數據的有效獲取，因此傳統的電纜傳輸方式不適用于高功率電磁環境的測量，通常選用光纖傳輸測量數據。

實驗過程中需要根據測量結果和實驗配置，對光纖發射機內的衰減器系數進行調節。傳統的光纖傳輸系統，使用時根據需要在輸入信號前端設置衰減器，實驗過程中需要根據情況反復調整衰減器。同時，由于高功率輻射效應實驗環境多為密閉空間或腔體，實驗過程中的人員無法進入實驗區域對衰減器進行更換。

因此，針對密閉空間或腔體內的高功率電磁環境信號測量，亟需開發一套遠程可調節衰減系數的光纖傳輸系統。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種遠程衰減可調節的電磁脈沖光纖測量系統及方法，能夠保證測量系統抗電磁干擾的同時，實現遠程控制調節衰減系數，保證測量工作的有效開展，提高測量效率。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

本發明公開的一種遠程衰減可調節的電磁脈沖光纖測量系統，包括核心處理器、衰減器模塊、光纖收發模塊、電池模塊和屏蔽殼體，所述核心處理器、衰減器模塊、光纖收發模塊和電池模塊布置于屏蔽殼體內；其中：

所述核心處理器，用于實現整個系統的程序控制，包含前端處理器和后端處理器，前端處理器和后端處理器之間通過一路光纖通信，后端處理器向前端處理器發出控制指令，前端處理器控制衰減器模型改變衰減系數；

所述衰減器模塊，用于接收前端處理器指令，對輸入的測量信號進行輸入功率調節，實現信號幅值的衰減；

所述光纖收發模塊，包含兩路光纖，一路用于前端處理器和后端處理器的通信，另一路用于傳輸測量信號；

所述電池模塊，用于為核心處理器、衰減模塊和光纖收發模塊供電。

優選地，所述前端處理器和后端處理器采用同種處理器，均包括一個12位的ADC，一個實時時鐘TRC，6個通用16位定時器以及2個通用32位定時器。

進一步優選地，所述核心處理器選擇STM32F401芯片，該STM32F401芯片上集成有電源模塊、復位模塊、時鐘管理模塊、內部存儲模塊以及定時器與看門狗。

優選地，所述衰減器模塊能夠配置成并行模式或者串行模式，利用核心處理器實現控制功率衰減調節。

進一步優選地，所述衰減器模塊選擇PE43711芯片，允許輸入的信號頻率范圍為9kHz～6GHz，能夠實現0.25～31.75dB的數字衰減。