CN101349730B - 一种电磁辐射敏感度自动测试中信号源幅度初值设定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁辐射敏感度自动测试中信号源幅度初值设定方法。所述方法根据天线系数计算关系式以及第一个测试频点相关物理量计算出在该频点辐射天线的天线系数；再根据信号源幅度初值参考值计算式以及第一个测试频点辐射天线的天线系数、测试标准规定的第二个测试频点对应的电磁辐射场强度、功率放大器当前增益、第二个测试频点测试线缆及测试回路造成的损耗，计算出信号源幅度初值参考值。以此幅度为基准，下调小量级的幅度作为当前信号源幅度初值。在相同的幅度调整方案下，该初值设定方法能够有效提高测试效率。

Description

一种电磁辐射敏感度自动测试中信号源幅度初值设定方法

技术领域

本发明属于电磁兼容自动测试领域，涉及一种电磁辐射敏感度自动测试中信号源幅度初值设定方法。

背景技术

电磁辐射敏感度是指造成设备、分系统或系统性能降级的电磁辐射干扰场的强度。

电磁辐射敏感度测试的目的是考查被试品承受外界辐射电磁场的能力。电磁辐射敏感度自动测试系统一般由信号源、功率放大器、辐射天线、场传感器、监测设备、PC机组成(参见图1所示)，信号源输出信号经射频电缆传输至功率放大器的输入端，功率放大器输出端输出大功率信号至辐射天线激励端，辐射天线在大功率信号激励下产生一定强度的外加电磁辐射场，场传感器接收被试品所在位置处的外加电磁辐射场强度，监测设备采集并显示场传感器接收到的外加电磁辐射场强度，PC机分别连接信号源和监测设备的控制端口，一方面对监测设备接收到的外加电磁辐射场强度采集处理并控制监测设备的仪器参数设置，另一方面也控制信号源的仪器参数设置。

在电磁辐射敏感度测试中，需要在较宽的频率范围内对被试品施加一定强度的外加电磁辐射场以考察被测件的电磁敏感性。被试品所在位置处的外加电磁辐射场强度必须符合一定的测试标准的极限值要求，所以在每一个频点施加干扰时，需要对信号源设置一个初始幅度，以此为起点调整信号源输出幅度，使得场传感器接收到的外加电磁辐射场强度达到测试标准规定的强度(极限值)，然后才可以步进至下一测试频率点继续试验。在电磁辐射敏感度自动测试中，幅度初值的设定及调整方法不可能像手动测试一样可以凭测试人员的经验任意调整，直到达到测试标准的要求，自动测试中的初值的设定都必须按照一个设定的程序方案进行。信号源幅度初值设置对试验效率影响很大。

现有技术一，敏感度测试时，幅度初值为一固定值。即试验过程中每一频率点的信号源幅度初值都设置为一个固定值，然后在此起点上进行调整。但是该方法没有考虑到辐射天线在不同频点具有不同的天线系数，以及每次试验功率放大器增益值的差异，信号源幅度初值设置不合适将影响到试验的有效实施，信号源幅度初值设置过大则可能损坏设备，信号源幅度初值设置过小则延长试验时间。

现有技术二，信号源幅度初值为上一频点的最终幅度值减去一个固定值，以此为起点对信号源进行调整，为了保护设备，该固定值设定的一般比较大(典型值6dB)。但是该方法没有考虑到在不同频点极限值要求可能不相同，在极限值变化较大时简单以上一频点的最终幅度值为参考没有任何意义。

可见电磁辐射敏感度自动测试中，现有信号源幅度初始设置方法不够灵活，缺少一种兼顾功率放大器增益和辐射天线性能的信号源幅度初值设定方法。

发明内容

本发明公开了一种电磁辐射敏感度自动测试中信号源幅度初值设定方法，所述电磁辐射敏感度自动测试系统一般由信号源、功率放大器、辐射天线、场传感器、监测设备、PC机组成。该方法根据天线系数计算关系式以及第一个测试频点相关物理量计算出在该频点辐射天线的天线系数，所述第一个测试频点相关物理量包括第一个测试频点测试线缆及测试回路造成的损耗、功率放大器当前增益、信号源幅度、测试标准规定的第一个测试频点电磁辐射场强度；再根据信号源幅度初值参考值计算式以及第一个测试频点辐射天线的天线系数、测试标准规定的第二个测试频点对应的电磁辐射场强度、功率放大器当前增益(放大倍数)、第二个测试频点测试线缆及测试回路造成的损耗，计算出信号源幅度初值参考值。以此幅度为基准，下调小量级的幅度Δ作为当前信号源幅度初值。在相同的幅度调整方案下，该初值设定方法能够有效提高测试效率。

一种电磁辐射敏感度自动测试中信号源幅度初值设定方法，包括如下步骤：

步骤一：对于第一个测试频点f₀，设置信号源幅度初值U₀₀，在此基础上按照某种现有幅度调整方案调整信号源幅度，使得监测设备测量值达到测试标准规定的第一个测试频点f₀的极限值V_lim0，记录此时信号源幅度U₀；

步骤二：根据天线系数计算关系式以及第一个测试频点f₀的相关物理量，计算出第一个测试频点f₀辐射天线的天线系数AF_T；

步骤三：根据信号源幅度初值参考值计算式以及第二个测试频点f₁的相关物理量、第一个测试频点f₀辐射天线的天线系数AF_T，计算出第二个测试频点f₁信号源幅度初值参考值U₁；

步骤四：获得第二个测试频点f₁信号源幅度初值U₁₀＝U₁-Δ，式中Δ是为了最终调整的准确性设置的一个常数，取值范围为2～6(dB)；

步骤五：按照某种现有幅度调整方案，逐步调整信号幅度，使得监测设备测量值达到测试标准规定的第二个测试频点f₁对应的电磁辐射场强度V_lim1；

步骤六：依次类推，重复步骤二到步骤四，最终完成全频段测试。

所述步骤二中，天线系数计算关系式为：

AF_T＝V_lim0-U₀-Gain+Loss₀，式中：AF_T表示第一个测试频点f₀辐射天线的天线系数，单位dB/m，V_lim0表示测试标准规定的第一个测试频点f₀电磁辐射场强度，单位dBuV/m，

U₀表示第一个测试频点f₀监测设备测量值达到测试标准规定的电磁辐射场强度时信号源幅度，单位dBuV，Gain表示功率放大器当前增益(放大倍数)，单位dB，Loss₀表示在第一个测试频点f₀，测试线缆及测试回路造成的损耗，单位dB，其中Loss₀、Gain、U₀、V_lim0都已知。

所述步骤三中，信号源幅度初值参考值计算式为：

U₁＝V_lim1-Gain-AF_T+Loss₁，式中：U₁表示第二个测试频点f₁信号源幅度调整参考值，单位为dBuV；AF_T第一个测试频点f₀辐射天线的天线系数，单位dB/m；V_lim1表示测试标准规定的第二个测试频点f₁对应的电磁辐射场强度，单位dBuV/m；Gain表示功率放大器当前增益(放大倍数)，单位dB；Loss₁表示第二个测试频点f₁测试线缆及测试回路造成的损耗，单位dB；其中V_lim1、Loss₁、Gain已知。

本发明一种电磁辐射敏感度自动测试中信号源初值动态设定方法的优点在于：

(1)充分考虑到辐射天线在不同测试频点的天线系数的差异以及测试标准极限值的差异，根据这两者的变化动态设定信号源幅度初值。

(2)根据第一个测试频点信号源幅度为参考，提高了预测的准确性。

(3)在相同的幅度调整方案下，该初值设定方法能够有效提高测试效率。

附图说明

图1是常规电磁辐射敏感度自动测试系统结构示意图；

图2是本发明一种电磁辐射敏感度自动测试中信号源幅度初值设定方法的流程图；

图3是本发明一种电磁辐射敏感度自动测试中信号源幅度初值设定方法的实施例中测试标准规定的极限值曲线。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图2所示，本发明一种电磁辐射敏感度自动测试中信号源幅度初值设定方法包括有下列处理步骤：

第一步：对于第一个测试频点f₀，设置信号源幅度调整初值U₀₀，在此基础上按照某种现有幅度调整方案调整信号源幅度，使得监测设备测量值达到测试标准规定的第一个测试频点f₀的极限值V_lim0，记录此时信号源幅度U₀。

第二步：根据天线系数计算关系式以及第一个测试频点f₀的相关物理量，计算第一个测试频点f₀辐射天线的天线系数AF_T。

所述天线系数计算关系式为：

AF_T＝V_lim0-U₀-Gain+Loss₀

式中：

AF_T表示第一个测试频点f₀辐射天线的天线系数，单位dB/m。

V_lim0表示测试标准规定的第一个测试频点f₀电磁辐射场强度，单位dBuV/m。

U₀表示第一个测试频点f₀监测设备测量值达到测试标准规定的电磁辐射场强度时信号源幅度，单位dBuV。

Gain表示功率放大器当前增益(放大倍数)，单位dB。

Loss₀表示在第一个测试频点f₀，测试线缆及测试回路造成的损耗，单位dB。

需要获得的第一个测试频点f₀相关的物理量包括：测试线缆及测试回路造成的损耗Loss₀、功率放大器当前增益Gain、信号源幅度U₀、测试标准规定的第一个测试频点f₀电磁辐射场强度V_lim0。

第三步：根据信号源幅度计算式以及第二个测试频点f₁的相关物理量、第一个测试频点f₀辐射天线的天线系数AF_T，计算出第二个测试频点f₁信号源幅度初值参考值U₁。因为天线的天线系数在相邻测试频点上一般不会产生突变，所以可以以辐射天线在上一频点f₀的天线系数AF_T作为参考。所述信号源幅度调整参考值计算式为：

U₁＝V_lim1-Gain-AF_T+Loss₁。

式中：

U₁表示第二个测试频点f₁信号源幅度调整参考值，dBuV。

AF_T第一个测试频点f₀辐射天线的天线系数，单位dB/m。

V_lim1表示测试标准规定的第二个测试频点f₁对应的电磁辐射场强度，单位dBuV/m。

Gain表示功率放大器当前增益(放大倍数)，单位dB。

Loss₁表示第二个测试频点f₁测试线缆及测试回路造成的损耗，单位dB。

第二个测试频点f₁的相关物理量包括：测试标准规定的第二个测试频点f₁对应的电磁辐射场强度V_lim1、第二个测试频点f₁测试线缆及测试回路造成的损耗Loss₁。

第四步，获得第二个测试频点f₁信号源幅度调整初值U₁₀＝U₁-Δ。

式中Δ是为了最终调整的准确性设置的一个常数，取值范围为2～6(dB)。

第五步：按照某种现有幅度调整方案，逐步调整信号幅度，使得监测设备测量值达到测试标准规定的第二个测试频点f₁对应的电磁辐射场强度V_lim1。

第六步：依次类推，重复步骤二至步骤四，最终完成全频段测试。

实施例

某次试验中，测试标准规定的极限值曲线如图3所示，即需要在1MHz≤f≤100MHz时需要对被试品施加200V/m电场干扰，100MHz<f≤1GHz时需要对被试品施加100V/m电场干扰。信号源幅度调整按照固定增量2dB步进，为更好地考查被试设备的电磁敏感特性，每次调整后需驻留3s时间。以下是采用本发明的信号源初值设定方法的幅度调节步骤：

第一步：第一个测试频点f₀＝100MHz，幅度初值从U₀₀＝-60dBm开始调节，按照某种现有幅度调整方案调整信号源幅度，当信号源输出幅度达到U₀＝-16dBm＝91dBuV时，场强监视器的读数刚好达到测试标准规定的第一个测试频点f₀的极限值V_lim0，V_lim0＝200V/m＝166dBuV/m。

第二步：f₀＝100MHz时，功率放大器增益Gain＝50dB，第一个测试频点f₀测试线缆及测试回路造成的损耗Loss₀＝1.5dB，由此可以根据关系式AF_T＝V_lim0-U₀-Gain+Loss₀估算出此时天线系数AF_T＝26.5(dB/m)。

第三步：第二个测试频点f₁测试线缆及测试回路造成的损耗Loss₁＝2.5dB，此时需要达到的标准极限值为V_lim1＝100V/m＝160dBuV/m，根据信号源幅度初值参考值计算式计算出第二个测试频点f₁信号源幅度初值参考值U₁：

U₁＝V_lim1-Gain-AF_T+Loss₁＝160-50-26.5+2.5＝86dBuV＝-21dBm。

第四步：设置Δ＝6dB，获得第二个测试频点f₁信号源幅度调整初值U₁₀＝U₁-Δ＝-21-6＝-27dBm。

第五步：按照2dB步进，经过2次调整，信号源输出幅度为-23dBm时，场强监视器的读数达到159.5dBuV/m。

通过上述步骤可见，按照本发明中的信号源幅度初值设定方法，将101MHz信号源幅度初值设置为-27dBm，按照2dB步进调节信号源幅度，只需调节两步，耗时6s。

相比之下，按照现有技术方案一，每次从-60dBm开始调节，按照2dB步进调整到-23dBm需要18～19步，耗时54～57s，而且只能达到-22dBm或者-24dBm。不仅测试效率低，而且准确度不高。

按照现有技术方案二，直接参考100MHz信号源幅度-16dBm，减6dB阈值得到-22dBm作为信号源幅度初值，这样天线辐射场强肯定超过100V/m，影响试验的准确度。

由此可见，在相同的幅度调整方案下，采用本发明的信号源幅度初值设定方法，可以大大提高电磁辐射敏感度试验中自动测试效率。

Claims (3)

1.一种电磁辐射敏感度自动测试中信号源幅度初值设定方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：对于第一个测试频点f₀，设置信号源幅度初值U₀₀，在此基础上按照某种现有幅度调整方案调整信号源幅度，使得监测设备测量值达到测试标准规定的第一个测试频点f₀的极限值V_lim0，记录此时信号源幅度U₀；

步骤二：根据天线系数计算关系式以及第一个测试频点f₀的相关物理量，计算出第一个测试频点f₀辐射天线的天线系数AF_T；天线系数计算关系式为：

AF_T＝V_lim0-U₀-Gain+Loss₀，式中：AF_T表示第一个测试频点f₀辐射天线的天线系数，单位dB/m，V_lim0表示测试标准规定的第一个测试频点f₀的极限值，单位dBuV/m，U₀表示监测设备测量值达到测试标准规定的第一个测试频点f₀的极限值V_lim0时信号源幅度，单位dBuV，Gain表示功率放大器当前增益，单位dB，Loss₀表示在第一个测试频点f₀，测试线缆及测试回路造成的损耗，单位dB；其中Loss₀、Gain、U₀、V_lim0都已知；

步骤三：根据信号源幅度初值参考值计算式以及第二个测试频点f₁的相关物理量、第一个测试频点f₀辐射天线的天线系数AF_T，计算出第二个测试频点f₁信号源幅度初值参考值U₁；

信号源幅度初值参考值计算式为：U₁＝V_lim1-Gain-AF_T+Loss₁，式中：U₁表示第二个测试频点f₁信号源幅度初值参考值，单位dBuV；AF_T表示第一个测试频点f₀辐射天线的天线系数，单位dB/m；V_lim1表示测试标准规定的第二个测试频点f₁对应的电磁辐射场强度，单位dBuV/m；Gain表示功率放大器当前增益，单位dB；Loss₁表示第二个测试频点f₁测试线缆及测试回路造成的损耗，单位dB；其中V_lim1、Loss₁、Gain已知；

步骤四：获得第二个测试频点f₁信号源幅度初值U₁₀＝U₁-Δ，式中Δ是为了最终调整的准确性设置的一个常数，取值范围为2～6dB；

步骤五：按照某种现有幅度调整方案，逐步调整信号幅度，使得监测设备测量值达到测试标准规定的第二个测试频点f₁对应的电磁辐射场强度V_lim1；

步骤六：依次类推，重复步骤二到步骤五，最终完成全频段测试。

2.根据权利要求1所述一种电磁辐射敏感度自动测试中信号源幅度初值设定方法，其特征在于所述步骤二中第一个测试频点f₀的相关物理量同时包括第一个测试频点测试线缆及测试回路造成的损耗、功率放大器当前增益、信号源幅度和测试标准规定的第一个测试频点电磁辐射场强度。

3.根据权利要求1所述一种电磁辐射敏感度自动测试中信号源幅度初值设定方法，其特征在于：所述步骤三中第二个测试频点f₁的相关物理量有测试标准规定的第二个测试频点f₁对应的电磁辐射场强度V_lim1、第二个测试频点f₁测试线缆及测试回路造成的损耗Loss₁。

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