CN102590642A - 瞬变电磁场的场均匀性的校准方法及系统 - Google Patents

瞬变电磁场的场均匀性的校准方法及系统 Download PDF

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沈涛
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Abstract

本发明公开了一种瞬变电磁场的场均匀性的校准方法及系统。该方法包括如下步骤：在待校准区域内选定一个参考点和多个测量点，参考点与多个测量点的位置不同；对每一个测量点，同时测量该测量点和参考点的电磁场，分别得到每一测量点的场强值和与该测量点相应的参考场强值；根据每一测量点的场强值和与该测量点相应的参考场强值计算该测量点的归一化场强值；根据所有测量点的归一化场强值得到待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性。该系统包括示波器、第一探头和第二探头，第一探头和第二探头与示波器电连接。所述方法及系统对包括脉冲信号源在内的瞬变电磁场产生装置的要求低，能够快速、准确地对瞬变电磁场的场均匀性进行校准。

Description

瞬变电磁场的场均匀性的校准方法及系统
技术领域
本发明涉及电磁场的场均匀性的校准技术领域，特别涉及一种瞬变电磁场的场均匀性的校准方法。
背景技术
对于射频电磁场，IEC61000系列标准给出了两种电磁场的场均匀性的校准方法，即恒定场强校准法和恒定功率校准法。恒定场强校准法是通过调整前向输出功率建立一个场强恒定的均匀场，然后用一个经校准的场强探头以指定的步长在每个频段对待测区域内的各个点进行测量。恒定功率校准法与之不同的是测量时保持前向输出功率恒定。
对于瞬变电磁场，MIL-STD-461F标准采用了上述恒定场强校准法。但是，恒定场强校准法存在以下不足：
(1)瞬变电磁场由脉冲信号源触发的单脉冲信号产生，为了获得恒定的电磁场，需要反复调节脉冲信号源的输出功率，因此必须既可以准确监测所用脉冲信号源的输出功率，又可以对所用脉冲信号源的输出功率进行微调，对包括脉冲信号源在内的瞬变电磁场产生装置的要求高；
(2)通常需要用高压探头监测脉冲信号源的输出功率，在实际应用中有时很难实现；
(3)校准时间较长，使用不方便。
对于瞬变电磁场，如果采用恒定功率校准法，也存在以下问题：
(1)需要脉冲信号源多次触发输出多个单脉冲信号，各个单脉冲信号的幅度很难完全保持一致，即存在脉冲信号源输出的各个单脉冲信号不稳定的问题，导致瞬变电磁场均匀性校准的准确度降低；
(2)对脉冲信号源输出稳定性的要求导致瞬变电磁场产生装置的成本较高。
目前，非常需要一种对包括脉冲信号源在内的瞬变电磁场产生装置要求低、快速、准确且低成本的瞬变电磁场的场均匀性的校准方法及系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种瞬变电磁场的场均匀性的校准方法。
本发明的另一目的是提供一种用于校准瞬变电磁场的场均匀性的双探头系统。
本发明提供的瞬变电磁场的场均匀性的校准方法包括如下步骤：
在待校准区域内选定一个参考点和多个测量点，所述参考点与所述多个测量点的位置不同；
对每一个测量点，同时测量该测量点和所述参考点的电磁场，分别得到每一测量点的场强值和与该测量点相应的参考场强值；
根据每一测量点的场强值和与该测量点相应的参考场强值计算该测量点的归一化场强值；
根据所有测量点的归一化场强值得到所述待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性。
优选地，根据每一测量点的场强值和与该测量点相应的参考场强值计算该测量点的归一化场强值的步骤进一步包括：
用每一测量点的以dB为单位的场强值减去与该测量点相应的以dB为单位的参考场强值得到的场强差值即该测量点的归一化场强值。
优选地，根据所有测量点的归一化场强值得到所述待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性的步骤进一步包括：
若全部测量点中有75％以上的测量点的归一化场强值在-0dB～+6dB范围内，则判定所述待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性合格，否则，则判定所述待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性不合格。
优选地，在根据所有测量点的归一化场强值得到所述待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性的步骤之前将所有测量点的归一化场强值进行排序。
本发明提供的用于校准瞬变电磁场的场均匀性的双探头系统包括示波器、第一探头和第二探头，所述第一探头和所述第二探头与所述示波器电连接。
优选地，所述第一探头和所述第二探头与所述示波器通过光纤连接。
优选地，测量瞬变电磁场时，所述第一探头和所述第二探头应工作在其线性区。
本发明具有如下有益效果：
所述校准方法及系统对包括脉冲信号源在内的瞬变电磁场产生装置的要求低，能够快速、准确地对瞬变电磁场的场均匀性进行校准，而且使用方便，成本低。
附图说明
图1为本发明提供的用于校准瞬变电磁场的场均匀性的双探头系统的示意图；
图2为本发明提供的瞬变电磁场的场均匀性的校准方法的流程图；
图3为本发明实施例1提供的瞬变电磁场的场均匀性的校准方法的流程图；
图4为本发明实施例2提供的瞬变电磁场的场均匀性的校准方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的发明内容作进一步的描述。
实施例1：
如图1所示，本实施例提供的用于校准瞬变电磁场的场均匀性的双探头系统包括示波器1、第一探头2和第二探头3。所述第一探头2和所述第二探头3均与所述示波器1电连接。在本实施例中，所述第一探头2和所述第二探头3均与所述示波器1通过例如光纤连接。所述第一探头2和所述第二探头3用于感测电磁场的场强。所述示波器1用于测量所述第一探头2和/或所述第二探头3的输出以计算场强值。
如图2所示，本实施例提供的瞬变电磁场的场均匀性的校准方法包括如下步骤：
在待校准区域内选定一个参考点和多个测量点，所述参考点与所述多个测量点的位置不同；
对每一个测量点，同时测量该测量点和所述参考点的电磁场，分别得到每一测量点的场强值和与该测量点相应的参考场强值；
根据每一测量点的场强值和与该测量点相应的参考场强值计算该测量点的归一化场强值；
根据所有测量点的归一化场强值得到所述待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性。
在本实施例中，如图3所示，瞬变电磁场的场均匀性的校准方法包括如下步骤：
S1：在待校准区域内选定一个参考点例如O点和多个测量点例如A点、B点、C点、D点……等等，所述参考点与所述多个测量点的位置不同，且在后续的测量过程中所述参考点的位置固定不变；
S2：当脉冲信号源输出一个单脉冲产生瞬变电磁场时，用例如第一探头2测量任一测量点例如A点的电磁场，与之同时用例如第二探头3测量所述参考点O点的电磁场，分别得到A点的场强值EA和O点的场强值EOA，并将场强值EOA作为与A点相应的参考场强值；
S3：重复上述步骤S2，得到每一个测量点的场强值和与该测量点相应的参考场强值；
S4：根据每一个测量点的场强值和与该测量点相应的参考场强值计算该测量点的归一化场强值；
S5：根据所有测量点的归一化场强值得到所述待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性。
在上述步骤S4中，根据每一个测量点的场强值和参考场强值计算该测量点的归一化场强值的步骤进一步包括：用每一测量点的以dB为单位的场强值减去与该测量点相应的以dB为单位的参考场强值得到的场强差值即该测量点的归一化场强值。在本实施例中，例如用A点的场强值EA减去与A点相应的参考场强值EOA得到的场强差值(EA-EOA)即A点的归一化场强值
Figure BDA0000139589180000041
在上述步骤S5中，根据所有测量点的归一化场强值得到所述待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性的步骤进一步包括：若全部测量点中有75％以上的测量点的归一化场强值在-0dB～+6dB范围内，则判定所述待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性合格，否则，则判定所述待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性不合格。在根据所有测量点的归一化场强值得到所述待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性的步骤之前将所有测量点的归一化场强值进行排序。在本实施例中，先将所有测量点的归一化场强值进行例如升序排列，然后对所述待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性进行判断。
实施例2：
本实施例提供的用于校准瞬变电磁场的场均匀性的双探头系统与实施例1相同。
如图2所示，本实施例提供的瞬变电磁场的场均匀性的校准方法包括如下步骤：
在待校准区域内选定一个参考点和多个测量点，所述参考点与所述多个测量点的位置不同；
对每一个测量点，同时测量该测量点和所述参考点的电磁场，分别得到每一测量点场强值和与该测量点相应的参考场强值；
根据每一测量点的场强值和与该测量点相应的参考场强值计算该测量点的归一化场强值；
根据所有测量点的归一化场强值得到所述待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性。
在本实施例中，如图4所示，瞬变电磁场的场均匀性的校准方法包括如下步骤：
S1：在待校准区域内选定一个参考点例如O点和多个测量点例如A点、B点、C点、D点……等等，所述参考点与所述多个测量点的位置不同，且在后续的测量过程中所述参考点的位置固定不变；
S2：当脉冲信号源输出一个单脉冲产生瞬变电磁场时，用例如第一探头2测量任一测量点例如A点的电磁场，与之同时用例如第二探头3测量所述参考点O点的电磁场，分别得到A点的场强值EA和O点的场强值EOA，并将场强值EOA作为与A点相应的参考场强值；
S3：根据A点的场强值EA和与A点相应的参考场强值EOA计算A点的归一化场强值
Figure BDA0000139589180000061
S4：重复上述步骤S2和步骤S3，得到与每一个测量点相应的归一化场强值；
S5：根据所有测量点的归一化场强值得到所述待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性。
在步骤S3中，根据A点的场强值EA和与A点相应的参考场强值EOA计算A点的归一化场强值
Figure BDA0000139589180000062
进一步包括：例如用A点的以dB为单位的场强值EA减去与A点相应的以dB为单位的参考场强值EOA得到的场强差值(EA-EOA)即A点的归一化场强值
在步骤S5中，根据所有测量点的归一化场强值得到所述待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性的步骤进一步包括：如果全部测量点中有75％以上的点的归一化场强值与所述最小值或最大值的差值在-0dB～+6dB范围内，则判定待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性合格，否则，则判定待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性不合格。在根据所有测量点的归一化场强值判断所述待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性的步骤之前将所有测量点的归一化场强值进行排序。在本实施例中，先将所有测量点的归一化场强值进行例如降序排列，然后对所述待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性进行判断。
应当理解，以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.瞬变电磁场的场均匀性的校准方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
在待校准区域内选定一个参考点和多个测量点，所述参考点与所述多个测量点的位置不同；
对每一个测量点，同时测量该测量点和所述参考点的电磁场，分别得到每一测量点的场强值和与该测量点相应的参考场强值；
根据每一测量点的场强值和与该测量点相应的参考场强值计算该测量点的归一化场强值；
根据所有测量点的归一化场强值得到所述待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性。
2.根据权利要求1所述的瞬变电磁场的场均匀性的校准方法，其特征在于，根据每一测量点的场强值和与该测量点相应的参考场强值计算该测量点的归一化场强值的步骤进一步包括：
用每一测量点的以dB为单位的场强值减去与该测量点相应的以dB为单位的参考场强值得到的场强差值即该测量点的归一化场强值。
3.根据权利要求1所述的瞬变电磁场的场均匀性的校准方法，其特征在于，根据所有测量点的归一化场强值得到所述待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性的步骤进一步包括：
若全部测量点中有75％以上的测量点的归一化场强值在-0dB～+6dB范围内，则判定所述待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性合格，否则，则判定所述待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性不合格。
4.根据权利要求3所述的瞬变电磁场的场均匀性的校准方法，其特征在于，在根据所有测量点的归一化场强值得到所述待校准区域内瞬变电磁场的场均匀性的步骤之前将所有测量点的归一化场强值进行排序。
5.用于校准瞬变电磁场的场均匀性的双探头系统，其特征在于，包括示波器(1)、第一探头(2)和第二探头(3)，所述第一探头(2)和所述第二探头(3)与所述示波器(1)电连接。
6.根据权利要求5所述的用于校准瞬变电磁场的场均匀性的双探头系统，其特征在于，所述第一探头(2)和所述第二探头(3)与所述示波器(1)通过光纤连接。
7.根据权利要求5所述的用于校准瞬变电磁场的场均匀性的双探头系统，其特征在于，测量瞬变电磁场时，所述第一探头(2)和所述第二探头(3)应工作在其线性区。
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