[發明專利]脈沖電場測量系統及其溫度補償方法

在審

• 申請號: 202211446698.0
• 申請日: 2022-11-18
• 公開（公告）號: CN115792405A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 苗建國;王偉;石躍武;崔志同;聶鑫;吳偉;陳偉
• 申請（專利權）人: 西北核技術研究所
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08;G01R1/44;H01S5/024
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 倪金榮

1.一種脈沖電場測量系統，包括脈沖電場測量電路，其特征在于：

所述脈沖電場測量電路包括單極子天線(1)、高阻輸入運算放大電路(2)、半導體激光器(3)以及電源模塊；單極子天線(1)依次連接高阻輸入運算放大電路(2)及半導體激光器(3)；

所述高阻輸入運算放大電路(2)包括運算放大器、接地電阻和反饋電阻，所述運算放大器的同相輸入端連接單極子天線(1)，反相輸入端通過接地電阻接地，反饋電阻連接在運算放大器的反相輸入端與輸出端之間；運算放大器的輸出端連接半導體激光器(3)；所述接地電阻和反饋電阻均采用負溫度系數熱敏電阻，所述接地電阻的熱敏指數高于反饋電阻；

所述單極子天線(1)耦合空間電場，并將電信號輸入到高阻輸入運算放大電路(2)；

所述高阻輸入運算放大電路(2)用于將高阻電信號放大后輸出低阻電信號并輸入半導體激光器(3)；

所述半導體激光器(3)用于將低阻電信號轉換為光信號并傳輸給后端光接收機；

所述電源模塊為單極子天線(1)、高阻輸入運算放大電路(2)、半導體激光器(3)提供電源。

2.根據權利要求1所述的脈沖電場測量系統，其特征在于：

所述半導體激光器(3)采用尾纖式DFB半導體激光器。

3.根據權利要求2所述的脈沖電場測量系統，其特征在于：

所述半導體激光器(3)通過光纖將光信號傳輸給光接收機。

4.一種權利要求1至3任一所述的脈沖電場測量系統的溫度補償方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)脈沖電場測量電路利用單極子天線(1)耦合空間電場，并將電信號經高阻輸入運算放大電路(2)放大后輸入半導體激光器(3)，半導體激光器(3)將電信號轉換為光信號并傳輸給后端光接收機；

2)當環境溫度升高，接地電阻、反饋電阻的阻值降低，使得高阻輸入運算放大器(2)的放大系數，隨溫度升高而升高；同時，半導體激光器(3)的電光轉換系數隨溫度升高而降低，從而抑制溫度變化引起的脈沖電場測量電路轉換系數的偏移，實現脈沖電場測量系統的溫度補償；

當環境溫度降低，接地電阻、反饋電阻的阻值升高，使得高阻輸入運算放大電路(2)的放大系數，隨溫度降低而降低；同時，半導體激光器(3)的電光轉換系數隨溫度降低而升高，從而抑制溫度變化引起的脈沖電場測量電路轉換系數的偏移，實現脈沖電場測量系統的溫度補償。

5.根據權利要求4所述的脈沖電場測量系統的溫度補償方法，其特征在于：

步驟1)中，所述脈沖電場測量電路轉換系數K為：

K＝Tr×G；

其中：

Tr為半導體激光器(3)電光轉換系數；

G為高阻輸入運算放大電路(2)的放大倍數，G＝1+R₁/R₂，R₁為反饋電阻值，R₂為接地電阻值。