CN102725645A

CN102725645A - 电磁场检测系统

Info

Publication number: CN102725645A
Application number: CN2010800516706A
Authority: CN
Inventors: 戴维·杰克森; 格雷格·富克斯; 弗雷德里克·R·法克斯沃格; 特伦斯·R·诺亚
Original assignee: Emprimus Inc
Current assignee: Emprimus Inc
Priority date: 2009-10-16
Filing date: 2010-10-18
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2030-10-18
Also published as: IL219186A; CA2777814C; EP2488882B1; US20110092181A1; CN102725645B; AU2010306542A2; WO2011047379A2; AU2010306542B2; AU2010306542A1; JP6053520B2; EP2488882A2; US8773107B2; WO2011047377A3; WO2011047377A2; CA2777814A1; IL219186A0; WO2011047379A3; US20110089929A1; JP2013508689A; US8860402B2

Abstract

本发明公开了被配置为检测电磁场事件的方法和装置。一种装置包括天线以及与天线电连接的电路。电路包括经由直流隔离电路与所述天线可通信地连接的电子单元以及补偿天线的差分频率响应的均衡器。该电路还包括与均衡器电连接的对数放大器，并且被配置为基于在天线接收的信号生成一系列的信号。该电路还包括峰值检测器，用于从均衡器接收信号，并且被配置为捕获所述信号的峰值。电磁场事件至少部分地基于峰值信号值检测。

Description

电磁场检测系统

本申请于2010年10月18日提交，作为以美国公司Emprimus公司的名义提交的PCT国际专利申请，美国公司Emprimus公司被指定为除了美国之外的所有国家的申请人，以及美国公民Davis Jackson、Greg Fuchs、Frederick R.Faxvog和Terrence R.Noe被指定为仅仅美国的申请人，并且要求2009年10月16日提交的美国临时专利申请No.61/252,540以及2010年1月4日提交的美国临时专利申请No.61/292,118的优先权，上述临时专利申请的公开内容通过全文引用并入本文中。

技术领域

本公开涉及电磁场的检测。更为具体地，本公开涉及用于电磁场检测的系统和方法。

背景技术

暴露于电磁场中可以对电子装置产生干扰或损害，从而造成该装置功能失常或者使得它处于无法操作状态。在敏感的计算系统数据的情况下，这尤其是一种风险，在强电磁脉冲或蓄意电磁干扰事件（EMP/IEMI）的情况下，该数据可能被破坏或丢失。

EMP/IEMI事件通常采用两种形式中之一。第一，强场事件对应于短持续时间的高电压事件（例如，高达且超过每米100千伏），并且通常具有（例如，1MHz到10GHz频率范围内的）短窄带脉冲或分布式信号的形式。这些类型的事件通常在装置内生成高电压差，从而导致大感应电流并且烧坏电气组件。第二，弱场事件（例如，每米0.01伏到10伏的范围内的事件）是低于强场损害环境但是在某些应用中仍然受关注的变化电磁环境的指示。

现有的电磁系统使用电气天线来检测强场事件或弱场事件的存在性。例如，可以使用电偶极子天线、D点检测器或电光检测器。电偶极子天线通常使用Schottky型二极管检测器系统进行操作，该检测器系统基于天线处的所感应的电压直接接收信号。D点检测器测量电位移随时间的变化率，并且通过在一定量的时间内对电场随时间的变化率进行积分，推导出天线处的电场强度。此外，这些检测器还直接对电场进行操作。基于电磁场的存在，电光检测器使用固态或液体中折射率的变化。

这些系统具有缺点。这是因为上述类型的天线和相关电路中的每个不能对强场事件和弱场事件的整个预期信号范围内的事件进行应答，或者太昂贵或在某些环境中使用不可靠。在强场事件（例如，如上所述，高电压脉冲或具有大信号强度的其它事件）的情况下，上述的各个电气天线观测到强电场，从而导致天线上的高感应电压。另外，天线探针或附接线缆的外表面上流动的共模电流可以造成天线所产生的输出功率或电压上的不可预期的变化。这可以造成对下游电路的电势损害（potential damage）。即使在弱场事件的情况下，也难以充分地捕获预期频率的整个信号范围（例如，1MHz到10GHz）内的事件。此外，难以管理要被保护的敏感电子装置附近的高电压天线配置，特别是如果该电子装置要与大电信号屏蔽开的话。

出于上述和其它原因，期望进行改进。

发明内容

根据下述公开内容，利用下述来解决上述和其它问题。

在第一方面，公开了一种被配置为检测电磁场事件的装置。该装置包括天线和与该天线电连接的电路。该电路包括经由直流隔离电路与天线可通信地连接的均衡器，该均衡器对天线的差分频率响应（differentiating frequency response）进行补偿。该电路还包括与均衡器电连接的对数放大器，并且该对数放大器被配置为基于在天线上接收的信号生成一系列的信号。该电路还包括峰值检测器，用于从均衡器接收信号，并且被配置为捕获信号的峰值。至少部分地基于峰值检测电磁场事件。

在第二方面，一种检测强场电磁事件的方法包括使用屏蔽环路磁性天线（shielded loop magnetic antenna）监测电磁波的磁场。该方法还包括基于与屏蔽环路磁性天线可通信地连接的峰值检测器上的磁场的幅度，捕获模拟信号的峰值信号值（peak signal value）。该方法还包括至少部分地基于所捕获的峰值信号值确定强场电磁事件的存在性，其中确定强场电磁事件的存在性包括基于所测量的磁场推导出电场。

在第三方面，公开了一种被配置为检测强场电磁场事件的装置。该装置包括第一屏蔽环路磁性天线，取向为沿着与第一屏蔽环路磁性天线垂直的方向的第二屏蔽环路磁性天线，以及取向为沿着与第一和第二屏蔽环路磁性天线垂直的方向的第三屏蔽环路磁性天线。该装置还包括与第一屏蔽环路磁性天线电连接的第一电路，该第一电路被配置为捕获在第一屏蔽环路磁性天线上接收的信号的第一峰值。该装置还包括与第二屏蔽环路磁性天线电连接的第二电路，该第二电路被配置为捕获在第二屏蔽环路磁性天线上接收的信号的第二峰值。该装置还包括与第三屏蔽环路磁性天线电连接的第三电路，该第三电路被配置为捕获在第三屏蔽环路磁性天线上接收的信号的第三峰值。该装置还包括处理器，该处理器被配置为基于至少部分基于第一峰值、第二峰值和第三峰值检测到的峰值，检测电磁场事件。

附图说明

图1是部署在设施处的电磁检测器系统的示例方框示意图；

图2是根据本公开的可能实施例的用于检测电磁信号的示例系统；

图3A是根据本公开的可能实施例的可用于检测强场脉冲的示例天线；

图3B是根据本公开的第二可能实施例的可用于检测强场脉冲的示例天线；

图4是根据本公开的可能实施例的可用于检测强电磁场或弱电磁场的电路的示例方框示意图；

图5是根据本公开的另一可能实施例的可用于检测强场电磁场的电路的示例方框示意图；

图6是根据本公开的可能实施例的包括强场检测器装置的强场电磁脉冲检测系统的方框示意图；

图7是根据可能实施例的集成到屏蔽封装（shielded enclosure）中的强场电磁脉冲检测系统的方框示意图；

图8是根据第一可能实施例的可结合本文中讨论的强场电路使用的天线结构的示例示意图；

图9是根据第二可能实施例的可结合本文中讨论的强场电路使用的天线结构的示例示意图；

图10是根据本公开的可能实施例的安装到电磁屏蔽的封装上的天线结构的示例示意图；

图11是根据本公开的第一可能实施例的弱场电磁脉冲检测系统的方框示意图；

图12是根据本公开的第二可能实施例的弱场电磁脉冲检测系统的方框示意图；

图13是根据本公开的第三可能实施例的弱场电磁脉冲检测系统的方框示意图；

图14是根据本公开的第四可能实施例的弱场电磁脉冲检测系统的方框示意图；

图15是能够形成本公开的各个方面的电子计算设备的方框示意图；和

图16是根据本公开的可能实施例的用于检测电磁脉冲事件的方法和系统的流程图。

具体实施方式

将参照附图详细描述本发明的各个实施例，其中在若干附图中，相似参考标记表示相似部件和组件。对各个实施例的引用不是限制本发明的范围，本发明的范围仅仅由所附权利要求的范围限制。另外，在本说明书中阐述的任何示例不是意在是限制性的，而仅仅是阐述所要求的发明的许多可能的实施例中的一些实施例。

总体而言，本公开涉及用于检测电磁场的方法和系统，并且更加具体地，涉及用于检测能够对电子装置造成损害的类型的电磁场的方法和系统。本公开具体包括检测和捕获强场和弱场EMP/IEMI事件，从而允许系统确定正在发生的事件的类型以及在该事件时电子装置的具体状态。通过将某些电路和组件与特别设计的封装和检测装置组合，可以减轻这些类型的电磁事件的损害。

具体地，本公开的某些方面涉及使用屏蔽环路磁性天线和相关电路，基于对一个或多个磁场的检测，推导性地获取所估计的电场。另外，公开了具有快速上升时间响应和大动态范围的幅度变化的特定电路，快速上升时间响应和大动态范围的幅度变化使得这些电路能够检测各种幅度的非常窄的脉冲，例如在比如EMP/IEMI事件之类的电磁事件期间生成的脉冲。

本文中描述的公开的某些方面的逻辑操作被实现为：（1）在计算机内的可编程电路上运行的一序列的计算机实现的步骤、操作或程序，和/或（2）在目录系统、数据库或编译器内的可编程电路上运行的一序列的计算机实现的步骤、操作或程序。

现在参见图1，示出了部署在设施102上的电磁事件检测器系统100的示例方框示意图。电磁事件检测器系统100包括遍布整个设施102内部署的多个检测器104。在所示实施例中，检测器104沿着设施102的外周且与设施内的电子装置106相关联地部署。此外，检测器104被配置为在各种温度范围内和各种天气条件下操作。

检测器104可以采用多种形式中的任何一种。在一些实施例中，如本文中所述，检测器104可以是独立的强场或弱场电磁事件检测器。在这些实施例中，可选地，检测器104还可以包括其它传感器，比如温度传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、烟雾传感器、火传感器、辐射传感器或化学传感器。另外，在单个设施102上，可以使用一个或多个不同类型的检测器。

在所示实施例中，每个检测器104可通信地连接到检测系统108，在各个实施例中，检测系统108可以是被配置为从检测器104接收信号的被放置在中央的屏蔽计算系统。检测系统108可以分析从检测器接收的信号，并且基于一个或多个不同类型的计算（如下所述），检测是否存在强场或弱场电磁事件，比如EMP/IEMI事件。为了向远程监测系统告警或者为了鉴证信息（forensic information），检测系统108还可以将关于电磁事件的状态信息或者所观测到电场读数，传送到比如数据归档系统的远程系统（未示出）。

可选地，检测系统108还周期性地确定设施102处的各种计算或电子系统的状态，从而一旦发生电磁事件，就可以确定该电气或电子装置的最后的已知良好状态，并且在已经发生损害的情况下，恢复该最后的已知良好状态。

图2提供了根据本公开的可能实施例的关于用于检测电磁信号的示例系统200的其它细节。在所示实施例中，系统200包括通过网络206与中央检测器系统204互连的多个检测器202。在所示实施例中，多个检测器202与单个中央检测器系统204相关联，该单个中央检测器系统204通常是计算系统，该计算系统被配置为从检测器接收关于在这些检测器处接收到的电信号或磁信号的峰值的信号，并且确定这些值是否对应于比如EMP/IEMI事件的电磁事件。在替换实施例中，每个检测器202可以具有与之相关联的专用微处理器或计算系统，用于检测或确定电磁事件的存在性。如下所述，在图6-7和13-14中例示了使用这种布置的检测器的示例布置。在这些实施例中，例如如果期望对检测器进行集中式电磁事件登记或管理，则这些单独的微处理器或计算系统还可以与外部系统通信。

网络206可以采用多种形式中的任何一种。在一些实施例中，网络206表示在检测器202和中央检测器系统203之间的使用一个或多个电或光纤导管，以及使用多种标准通信协议中的任何一种的安全通信网络或点到点网络。在某些示例中，如下所述，检测器202和中央检测器系统204之间的连接可以使用RS-232电连接，或者通过使用光纤线缆（以及各种连接器和协议中的任何一个）实现。在另一实施例中，检测器202和中央检测器系统203可以使用比如因特网的多种开放网络和标准中的任何一种通信。也可以是其它实施例。

通过使用系统200来协调检测器202和中央检测器系统204的使用，可以确定检测电磁事件的方向，以及与该电磁事件间的近似距离。例如，如果在一距离上间隔开的检测器的位置已知，并且假定电场在自由空间中正常衰减，则中央检测器系统204可以基于在这些检测器上观测到电场的不同幅度和时间，计算电磁事件的近似位置。

现在参见图3A-14，描述关于具体电磁事件检测器的其它细节。各种示例检测器和检测器组件通常被分类为两种类型，表示强场检测器和弱场检测器。尽管认识到这些类型的检测器中之一被特别设计来感测和检测某些类型的电磁事件，但是该检测器也可以适用于检测其它事件。例如，强场检测器也可以用于检测弱场事件，或者弱场检测器也可以用于检测强场事件。

现在参见图3A-10，例示了场检测器的各种示例电路和组件，以及使用这种检测器的示例实现。图3A和3B分别例示了根据本公开的可能实施例的可用于检测强场脉冲的天线300,320。在所示实施例中，天线300,320是屏蔽环路磁性天线。例如，在图3A中，天线300通常是具有直径约为1/4英寸或更小的环路并且包括屏蔽层（例如，金属套）的圆形环路天线；在图3B中，天线320通常是所具有的长度尺寸约为1/4英寸的矩形环路天线。每个天线包括（由实线表示的）屏蔽层302,322，它们延伸到（使用虚线例示的）每个环路304,324的周围，并且有效地限制天线上的电场感应，从而使得环路304,324易受磁场影响。每个天线还分别包括露出的间隙部分306,326，在该间隙部分对磁场进行感应。在具体实施例中，天线300,320可以是强场自积分B点天线。也可以是其它实施例。

在所示实施例中，天线300,320被配置为输出直接与电场幅度成比例的电压，该电场幅度对应于天线上在给定频率观测到的磁场的分量。在某些实施例中，天线300,320被配置为取决于（如根据所观测到的磁场强度所推导出的）所观测到的电场的场强度，输出0到5伏的电压。优选地，天线300,320具有定制的电感值和电阻值来导致输出这些电压，并且具有足够快（纳秒范围）的响应时间来检测EMP/IEMI脉冲事件。

在某些实施例中，与均衡器组合的天线300,320所具有的输出幅度至少在预定频率范围内与频率无关。在某些实施例中，该频率范围可以包括大约200MHz到大约10GHz；在其它实施例中，该频率范围可以从大约10MHz扩展到大约10GHz。

另外，尽管天线300,320被描述为直径大约为1/4英寸，但是也可以是其它尺寸或维度的天线。通过改变天线300,320的尺寸，可以检测不同范围的频率。本文中描述的1/4英寸或更小尺寸的天线意在在发生EMP/IEMI事件的频率范围内进行响应，如前述段落中所述。

在使用时，每个天线300,320可以用于获取远场磁场测量的测量结果，从而推导出电场强度，并且因此检测电磁脉冲或其它电磁事件，如前所述。当被放置在电磁辐射源的远场中（例如，被间隔为使得辐射源远离天线多于若干波长）时，天线所检测到的磁场强度

与电场强度分量E通过大约为377Ω的自由空间的阻抗直接关联。这个关系可以由下述等式表示：

\overset{&OverBar;}{H} = \overset{&OverBar;}{E} / 377 Ω .

使用这种关系，电场强度的分量可以通过测量方向磁场强度来推导。通过在所有可能的方向上矢量化地添加这些场强度（例如，使用被放置为彼此垂直的三个天线，如下面的图5-10中所述），可以推导出总电场强度。

通过使用天线300,320，可以针对具有非常高的强度的场，推导出电场强度，该具有非常高的强度的场包括范围为每米100伏到每米100,000伏的不具有入站信号（inbound signal）的附加衰减的场。

现在参见图4，示出了根据本公开的可能实施例的用于推导性地检测磁场的电路400的示例方框示意图。在所示实施例中，电路400被配置为在强场检测器或弱场检测器中使用，从而使得与图3A-3B中示出的屏蔽环路磁性天线一起使用可以检测强场电磁事件，或者与标准电场感测单极或偶极子天线一起使用可以检测弱场电磁事件。在所示实施例中，电路400因此可以在多个电磁事件检测器的实现中使用。

在所示实施例中，电路400包括天线402，在各个实施例中，取决于电路400的特定意图的实现，天线402可以表示屏蔽环路磁性天线或其它类型的天线。在天线402之前，直流电路块404调整在天线上接收的信号的直流部分，从而使得所接收的信号的所检测部分仅仅表示天线上的场（例如，在强场事件检测的情况下的磁性环路天线上的磁场，或者在弱场事件检测的情况下的电气天线上的电场）所感应的信号的交流部分。

均衡器406与直流电路块404相连，并且补偿在天线402上接收的信号的差分特性。电阻式衰减器电路408将最大预期天线输出威胁电压（threat voltage）缩放为对数检测器410上的最大RF电路许可输入电压，由此基于天线402所接收的输入信号防止RF电路过载。例如，如果RF电路的最大许可输入电压是5.5伏以及最大预期输入电压更高，则电阻式衰减器电路408被配置为将该电压线性比例地分压，从而确保天线上接收的信号不会损害RF处理电路。

在所示实施例中，电阻式衰减器电路408将到来的信号分为两路，作为较低电平信号和较高电平信号。当传递到对数检测器时，较低电平信号被放大，从而确保在对数检测器410上接收的信号在它的响应最线性的范围内。在某些实施例中，为了实现超过大约60dB的动态范围，使用处于大约30-40dB范围内的不同的缩放信号。

对数检测器410从电阻式衰减器电路408接收信号，并且将动态范围值提供给峰值检测器412。具体地，对数检测器410对RF输入信号进行解调，并且输出与输入功率的对数成比例的基带电压。在某些实施例中，对数检测器可以是位于美国马萨诸塞州的Norwood的Analog Devices公司出品的ADL 5519双对数检测器。其它对数放大器例如可以包括Analog Devices公司出品的AD8319对数放大器，或者位于美国加利福尼亚州的Milpitas的Linear Technologies公司出品的LT 5334。取决于特定定时和天线402上的检测器所接收的预期信号，还可以使用其它对数放大器。

多级峰值检测器412捕获从对数检测器410输出的信号的峰值。优选地，峰值检测器具有足以捕获窄脉冲EMP/IEMI事件的快速上升时间（例如，小于大约3ns），并且具有足够长的保持时间来允许对该峰值进行较慢的周期性采样。在某些实施例中，峰值检测器的上升时间可以如大约3纳秒一样快地检测信号，并且可以将该信号值保持大约60微秒或更长（从而尽管EMP/IEMI事件具有窄带特性，也允许峰值检测器采样千赫级别的采样频率）。在所示实施例中，峰值检测器412是两级峰值检测器，然而，峰值检测器的其它设计也是可以的。另外，在所示实施例中，使用两个峰值检测器412a-b，一个用于在对数检测器410上接收的较低电平信号，以及一个用于在对数检测器410上接收的较高电平信号。当（例如，如下所述，微处理器）获取峰值检测器412捕获的值时，选择缩放信号中的较高电平信号来确定电场的值（或者在强场检测器布置的情况下，电场的分量的推导值）。

微处理器414经由一个或多个模数变换器416（例示为模数转换器416a-b），从峰值检测器412接收所捕获的读数，该一个或多个模数变换器对峰值检测器的模拟输出进行格式化来供微处理器使用。基于峰值检测器捕获的所观测到的信号值，微处理器可以根据多种特定算法中的任何一种，确定电磁事件（例如，EMP/IEMI事件）的存在性。在一个示例中，将所观测到的信号值与表示有害电磁的预定值进行比较。

除了确定电磁事件之外，微处理器414还可以执行多个其它功能。例如，在某些实施例中，微处理器可以基于电磁事件的确定，生成告警或其它通知。微处理器还可以周期性地存储一个或多个其它电子系统的状态，从而使得在检测到电磁事件时可以知道电子装置的特定部件的最后的已知良好时间，并且除了电磁事件的存在性之外，还可以登记最后的已知良好时间。另外，可以执行其它数据登记和安全功能，以及可以捕获和登记其它传感器或检测器值。其它传感器例如可以包括烟雾或火传感器、气体传感器、声音或光传感器、化学传感器或其它类型的传感器。

总体参见电路400，认识到，电阻式衰减器电路408中的电阻器所使用的具体值可以根据本公开的不同实施例改变。在某些实施例中，所监测的场强度的范围可以通过改变电阻式衰减器电路408所提供的衰减量来调整，由此向对数检测器410和峰值检测器412提供较低或较高输入电压。

还认识到，电路400中的从直流电路块404到峰值检测器412的部分可以被复制为标准块418，从而允许在使用用于确定电磁事件的存在性的通用微处理器的同时，与不同的天线一起使用。使用这种布置的示例结合图6-7中的强场设计提供，如下所述。

图5是根据本公开的另一可能实施例的用于检测强场电磁场的电路500的示例方框示意图。电路500表示上面结合图4描述的电路的特定实现，特别适合于强场事件检测。

在所示实施例中，电路500包括天线502，根据本文中描述的涉及强场检测的各个实施例，该天线502可以是屏蔽环路磁性天线。平衡-不平衡转换器（balun）504对所接收的磁信号执行信号调整，并且将这些信号传递到衰减器/限幅器电路506。衰减器/限幅器电路506通常对应于上述图4中的电阻式衰减器电路408。对数放大器508和峰值检测器510也类似于图4中的对数放大器410和峰值检测器412。

采样和清除电路512可以被包括在电路500中，以读取由峰值检测器510所捕获的信号。在特定实施例中，采样和清除电路512可以包括模数变换器和可编程电路，例如图4中的A/D变换器416和微处理器414。

如通过比较电路500中的从平衡-不平衡转换器504到采样和清除电路512的部分所认识到的，这通常对应于图4中的标准块418，并且可与标准块418互换使用。在所示的将具体与强场事件相关联地使用的实施例中，在采样和清除电路512上收集的采样涉及根据具有特定方位的磁场推导出的电场分量。

为了确保包含所有方向，可以使用两个附加电路部分和天线，其中，天线放置在每个天线被取向为与其它两个天线的方位垂直（即，形成三维轴）的布置中，其中第一天线捕获磁场的“x”分量，第二天线捕获磁场的“y”分量，以及第三天线捕获磁场的“z”分量。如图所示，微控制器514从这些电路部分中的每个（即，与每个取向天线相关联的对应采样和清除电路512）收集采样读数，并且基于所观测到的磁场的三个分量，推导出总电场强度。具体地，总电场估计可以利用方向电场估计的平方之和的平方根来表示，如下述等式所示：

E_{T} = \sqrt{E_{x}^{2} + E_{y}^{2} + E_{z}^{2}}

E_T的值可以周期性地传输到远程系统来进一步进行处理，或者可以被分析来确定强场电磁事件（例如，EMP/IEMI事件）的存在性。在与简单确定是否存在脉冲相比准确的电场幅度更不关键的替换实施例中，可以执行对作为组成部分的有向电场进行简单加和。

现在参见图6-7，公开了强场电磁脉冲检测系统的方框示意图。该方框示意图例示了可以实现强场电磁脉冲检测系统的示例布置，但是也可以是其它布置。

图6例示了包括强场检测器装置602的强场电磁脉冲检测器系统600，在所示实施例中，强场检测器装置602是独立的组件。此外，强场检测器装置602对应于检测器，比如上述图1-2中例示的检测器。

强场电磁脉冲检测器系统600包括多个屏蔽环路磁性天线。在所示实施例中，该系统600包括三个屏蔽环路磁性天线604a-c，每个被取向为沿着不同的轴捕获磁性信号，从而每个天线604a-c被取向为与由其它两个天线形成的平面垂直。

来自每个天线604a-c的信号被馈送到强场检测器装置602，该强场检测器装置602包括三个对应的标准电路块606。在各个实施例中，标准电路块606可以对应于上述图4中的标准块418，或者对应于上述图5中描述的电路块。每个标准电路块606的输出被馈送到强场检测器装置602内的微处理器608，该微处理器608可以确定强场事件的存在性，登记该事件，或者捕获与这些事件的存在性相关的信息（例如，状态信息）。强场检测器装置602包括通信接口610，该通信接口610对来自微处理器608的信号（例如，RS-232格式信号，或者其它差分或数字信号）进行变换，以及对这些信号进行变换，以便传送到强场检测器装置602外部。在示例实施例中，通信接口610将信号变换为光纤信号，并且经由光纤连接614与互补的远程通信接口612通信。为了防止强电磁事件在光纤连接614上造成的干扰，可以在强场检测器装置602的封装的边界处包括波导超出截止布置（waveguide beyond cutoff）616，从而确保不会损害该装置的内部组件。在这些布置中，强场检测器装置602还具有电磁屏蔽外壳（例如，由虚线602表示），从而防止强场事件损害装置602自身。强场检测器装置602还包括维护块618，该维护块618可以提供为检测器装置602提供电源、备用电池以及电源滤波功能。

可以将与强场事件相关的所捕获的数据，从远程通信接口612传送到计算系统620，该计算系统620可以登记或分析这些事件，将与这些事件相关的数据与来自其它类型的感测系统的数据合并，经由因特网连接或其它网络连接将该数据传送到中央检测器系统，或者管理所收集的数据。

总体参见强场电磁脉冲检测系统600，认识到，尽管例示出单个强场检测器装置602和计算系统620，但是也可以是其中取决于监测这些检测器所要求的检测位置要求和计算资源，可以将多个强场检测器装置602与单个计算系统或多个计算系统相关联的系统的布置。

图7例示了强场电磁脉冲检测系统700，该系统700包括与屏蔽封装704并排并入的强场检测器702。对于当放置为靠近敏感计算系统或其它电子设备时在设施中使用的检测器系统（例如，图1中例示的与设施102处的电子设备相关联的检测器），该布置特别有用。在该实施例中，多个天线706a-c通向标准块708，它们通常对应于图3A-3B中例示的天线，以及上面针对图6描述的块。强场检测器702还包括与图6的微处理器608类似的微处理器710，以及类似的电磁屏蔽封装（由虚线702表示）。

与图6的系统600相比，与在该布置中包括通信接口不同的是，检测器702直接安装到封装704上，从而计算系统712可以放置在电池屏蔽封装或机架系统内，并且可以监测检测器702，如上所述。在所示实施例中，检测器702可以通过使用封装中的波导超出截止装置开口上的射频（RF）衬垫（gasket）714，将检测器702安装到封装上，从而允许检测器702中的微处理器和封装内的计算系统712进行电通信。在所示实施例中，射频衬垫714的大小和位置被设置为防止电磁信号穿透电磁屏蔽封装而通过波导超出截止开口，该波导超出截止开口允许电通信进入封装704。

在各个实施例中，这些组件之间的电连接716可以是RS-232或RJ-45式的差分信号通信连接。另外，如图所示，功率可以通过RF衬垫714传送到检测器702，从而检测器不需要如图6的系统600中所公开那样包括自含式维护块。

封装704可以是多个风格的电磁屏蔽封装中的任何一种，并且优选屏蔽强场事件，比如使用强场检测器702检测的强场事件。在各个实施例中，封装可以基于2010年10月18日提交的名称为“Modular Electromagnetically Shielded Enclosure”的共同待审美国专利申请No.____中描述的技术和系统制造，上述待审专利申请的公开内容在此通过引用全文并入。

尽管在所示实施例中，强场检测器702被安装在封装704的外部，但是在替换实施例中，整个强场检测器702和相关天线706a-c可以全部放置在封装704内，从而仅仅在封装自身的集成首先被破坏（breach）时，才检测到强场事件。也可以是其中检测器既被放置在封装内部也被放置在封装外部的其它布置。

如图6-7的示例检测器布置所示，简单且便宜的电路的使用使得用户能够利用相对低的成本创建包括冗余检测器的电磁事件检测器系统，该电磁事件检测器系统可以用来检测设施周围的各个位置中的电磁事件。此外，尽管图6-7中的天线604a-c和706a-c暴露于强场事件中，但是这些天线仅生成对这些场的相对弱的电气响应，并且可以将这些弱“安全”信号传递到检测器电路，如结合图4-7所述。

现在参见图8-10，例示了天线的各种结构布置以及强场电磁检测设备的机械布局。图8是根据第一可能实施例的结合本文中讨论的强场电路使用的天线结构800的示例示意图。在该实施例中，通常安装三个天线802a-c，并且三个天线802a-c从金字塔基座804上延伸出。在该实施例中，每个天线802a-c是屏蔽环路磁性天线，并且被取向为沿着一个方向，使得该环路被取向为与其它两个天线中的每个的方向垂直，从而确保三维捕获天线结构800附近的磁场。可选地，在天线结构800的基座804中可以包括比如图4-5中描述的标准模块的一个或多个电路，或者电连接可以从基座804延伸到这个电路。

图9例示了可结合强场电路使用的天线结构900的第二示例。在该实施例中，同样使用三个屏蔽环路磁性天线902a-c，并且每个可以沿着与其它两个天线垂直的方向上的轴延伸，并且具有被取向为沿着与其它两个环路天线的方位垂直的方向的环路。在该实施例中，天线902a-c被安装到立方体或矩形基座904上，该基座904还可以容纳一个或多个标准模块或其它电路，用于处理在天线接收的信号，或者将这些信号转发到这些电路来进行处理。

现在参见图10，示出了被例示为安装到电磁屏蔽封装1000的图9的天线结构900的示例示意图。在该实施例中，衬垫1002被放置在与封装1000相邻的基座900的底侧，从而通过基座中的电路（例如，图7的检测器702内包括的所公开的电路）和封装1000内的电路或计算系统（例如，比如图7中的系统712的计算系统）之间的波导超出截止连接，提供电通信。

尽管图9的天线结构900被例示为安装在封装1000上，但是要认识到，可以结合将检测器安装到封装外部使用比如图8的结构800的其它天线结构。也可以使用天线和天线结构的其它布置。

现在参见图11-14，例示了根据本公开的各个实施例的用于检测弱场事件的设备和系统的布置。图11-14中例示的实施例根据与强场事件设备的原理类似的原理操作，但是要求较少地关注（1）对检测器的输出信号以及（2）天线的输入信号的屏蔽，至少因为这些设备和系统所暴露于其中的预期信号不会预期造成对这些系统的立即损害。

图11-12涉及其中弱场电磁检测器可以与用于远程感测的现有通信模块集成在一起的布置。图11是根据第一可能实施例的弱场电磁脉冲检测系统1100的方框示意图。系统1100包括与弱场检测器设备1104互连的天线1102。在所示实施例中，天线可以是电气天线，比如短单极天线，或者其它类型的类似天线。检测器设备1104通常包括单个标准块1106，该标准块1106可以对应于上述图4-5的电路中公开的标准块。

如同图4-7中的强场检测器布置，弱场检测器设备1104包括可通信地连接到标准块1106的微处理器1108，该标准块可以捕获并存储在天线1102上观测到的电磁场的峰值信号值。

在所示实施例中，弱场检测器设备1104还包括数-模变换器1110，该数- 模变换器1110使得设备1104能够将所捕获的数据从微处理器1108传送到具有模拟输入数据连接的外部模块1112。在某些实施例中，外部模块1112可以被配置为经由网络或因特网连接或者经由无线连接，与远程计算机系统通信。例如，在某些实施例中，外部模块1112可以是远程传感器检测和聚集系统，比如由位于美国明尼苏达州的Burnsville的PureChoice公司制造的噪声监测模块。也可以使用其它远程传感器监测和聚集系统。

图12是第二示例弱场电磁脉冲检测系统1200的方框示意图。系统1200通常包括与弱场检测器设备1202互连的天线1102。弱场检测器设备1202包括标准电路模块1106和微处理器1108，如同图11中的系统1100中。然而，与图11的检测器设备1104不同，设备1202被配置为与外部数字模块1204直接通信。此外，在该实施例中，不需要数-模变换器，并且去往外部数字模块1204的通信连接也是数字的，而不是模拟的。

在图11和12两者的布置中，远程系统（例如，远程系统1112,1204）之间的通信连接也可以被配置为将功率分别递送到检测器设备1104,1202。然而，在替换实施例中，这些设备可以被配置为包括单独的功率连接，或者可以包括用于将电池功率提供给标准电路模块1106内的电路和微处理器1108的电路。

现在参见图13-14，例示了其中检测器模块被布置为独立系统的弱场检测系统的其它布置，该独立系统被配置为与远程计算系统通信，而不是使用去往外部模块的互连。图13是弱场电磁脉冲检测系统1300的方框示意图，该弱场电磁脉冲检测系统1300通常包括可通信地连接到弱场检测器设备1302的天线1102。弱场检测器设备1302通常对应于图12中的相同设备1202（即，它也包括标准电路模块1106和微处理器1108），但是经由标准化通信连接1306与远程计算系统1304通信，在所示实施例中，标准化通信连接1306可以是RS-232或RJ-45双绞线连接。也可以是其它网络连接。

图14是根据另一可能实施例的弱场电磁脉冲检测系统1400的方框示意图。弱场电磁脉冲检测系统1400包括可通信地连接到弱场检测器设备1402的天线1102，弱场检测器设备1402包括标准电路模块1106、微处理器1108以及通信接口1404。通信接口1404被配置为将与微处理器1108相关联的电格式之间的通信信号（例如，结合图13描述的RS-232或RJ-45双绞线信令），变换为另一媒体类型的信号（例如，光纤信号）。在该实施例中，弱场检测器设备1402还包括位于弱场检测器设备1402的边界处的波导超出截止1406，该波导超出截止1406被配置为对将通信接口1404和远程通信接口1408互连的相关光纤1407上的大量信号进行过滤，远程通信接口1408被配置为提供互补的光电变换，从而将信号传送到远程计算系统1410。

总体参见图11-14的弱场检测器布置，认识到，这些布置中的每个也可以用作独立检测器，或者与一个或多个屏蔽封装集成在一起，如上参照图6-7的强场检测器所述。另外，使用完全位于封装内的图11-14的弱场检测器，将提供其它优点，因为对封装内的任何弱场事件的检测将表示已经以某种方式补偿封装的电磁屏蔽，并且能够在将该封装内的其它电气或电子组件中的任何一个暴露给可能产生损害的强场事件之前，发信号通知该事实。例如，弱场检测器可以用于指示某个密封在封装上已经失效，或者封装的门或其它狭缝保持微开（ajar），或者已经发生其它类似事件。在一些布置中，弱场检测器可以全部放置在屏蔽封装内，以及互补的低电平电磁发射器可以布置在封装外部。一旦屏蔽封装被破坏，由于发射器导致在封装外部存在永久性的电磁场，检测器将确定是否存在破坏。

图15是例示电子计算设备1500的示例物理组件的方框图，以及提供对关于任何一个上述计算系统的进一步细节的例示，电子计算设备1500可以用于执行上述各种操作。比如电子计算设备1500的计算设备通常包括至少某一形式的计算机可读介质。计算机可读介质可以是可被电子计算设备1500访问的任何可用介质。作为示例而非限制性的，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。

如图15的示例中所示，电子计算设备1500包括存储器单元1502。存储器单元1502是能够存储数据和/或指令的计算机可读数据存储介质。存储器单元1502可以是各种不同类型的计算机可读存储介质，包括但不限于动态随机存取存储器（DRAM）、双数据率同步动态随机存取存储器（DDR SDRAM）、减少延迟DRAM、DDR2 SDRAM、DDR3 SDRAM、Rambus RAM或其它类型的计算机可读存储介质。

另外，电子计算设备1500包括处理单元1504。如上所述，处理单元是一组一个或多个能够执行指令的物理电子集成电路。在第一示例中，处理单元1504可以执行使得电子计算设备1500提供特定功能的软件指令。在该第一示例中，处理单元1504可以被实现为一个或多个处理内核和/或一个或多个单独的微处理器。例如，在该第一示例中，处理单元1504可以被实现为一个或多个Intel Core 2微处理器。处理单元1504能够执行指令集中的指令，所述指令集比如是x86指令集、POWER指令集、RISC指令集、SPARC指令集、IA-64指令集、MIPS指令集，或者另一指令集。在第二示例中，处理单元1504可以被实现为提供专用功能的ASIC。在第三示例中，处理单元1504可以通过使用ASIC以及执行软件指令来提供专用功能。

电子计算设备1500还包括视频接口1506。视频接口1506使得电子计算设备1500能够向显示设备1508输出视频信息。显示设备1508可以是各种不同类型的显示设备。例如，显示设备1508可以是阴极射线管显示器、LCD显示面板、等离子屏显示面板、触摸敏感型显示面板、LED阵列或另一类型的显示设备。

另外，电子计算设备1500包括非易失性存储设备1510。非易失性存储设备1510是能够存储数据和/或指令的计算机可读数据存储介质。非易失性存储设备1510可以是各种不同类型的非易失性存储设备。例如，非易失性存储设备1510可以是一个或多个硬盘驱动器、磁带驱动器、CD-ROM驱动器、DVD-ROM驱动器、蓝光光盘驱动器或者其它类型的非易失性存储设备。

电子计算设备1500还包括外部组件接口1512，该外部组件接口1512使得电子计算设备1500能够与外部组件通信。如图15的示例中所示，外部组件接口1512使得电子计算设备1500能够与输入设备1514和外部存储设备1516通信。在电子计算设备1500的一个实现中，外部组件接口1512是通用串行总线（USB）接口。在电子计算设备1500的其它实现中，电子计算设备1500可以包括另一类型的接口，该接口使得电子计算设备1500能够与输入设备和/或输出设备通信。例如，电子计算设备1500可以包括PS/2接口。输入设备1514可以是各种不同类型的设备，包括但不限于键盘、鼠标、轨迹球、触笔输入设备、触摸板、触摸敏感型显示屏或者其它类型的输入设备。外部存储设备1516可以是各种不同类型的计算机可读数据存储介质，包括磁带、快闪存储器模块、磁盘驱动器、光盘驱动器以及其它计算机可读数据存储介质。

在电子计算设备1500的上下文中，计算机存储介质包括采用任何方法和技术实现的易失性和非易失性介质、可移动和非可移动介质，用于存储信息，比如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据。计算机存储介质包括但不限于如上列出的关于存储器单元1502、非易失性存储设备1510或外部存储设备1516的各种存储器技术，以及其它RAM、ROM、EEPROM、快闪存储器或其它存储器技术、CD-ROM、数字通用盘（DVD）或其它光学存储设备、磁盒、磁带、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者任何其它可以用于存储期望信息且可被电子计算设备1500访问的介质。

另外，电子计算设备1500包括网络接口卡1518，该网络接口卡1518使得电子计算设备1500能够将数据发送到电子通信网络以及从电子通信网络接收数据。网络接口卡1518可以是各种不同类型的网络接口。例如，网络接口卡1518可以是以太网接口、令牌环网络接口、光纤网络接口、无线网络接口（例如，WiFi，WiMax等），或者另一类型的网络接口。

电子计算设备1500还包括通信介质1520。通信介质1520便于电子计算设备1500的各个组件之间的通信。通信介质1520可以包括一种或多种不同类型的通信介质，包括但不限于PCI总线、PCI Express总线、加速图形端口（AGP）总线、Infiniband互连、串行先进技术附件（ATA）互连、并行ATA互连、光纤通道互连、USB总线、小计算机系统接口（SCSI）或者另一类型的通信介质。

比如通信介质1520的通信介质通常具体体现为计算机可读指令、数据结构、程序模块或比如载波或其它传输机制的调制的数据信号中的其它数据，并且包括任何信息递送介质。术语“调制的数据信号”指的是它的特性中的一个或多个按照对信号中的信息进行编码的方式设置或改变的信号。作为示例而非限制性的，通信介质包括比如有线网络或直接有线连接的有线介质，以及比如声学、RF、红外和其它无线介质的无线介质。上述中的任何一个的组合也应该包括在计算机可读介质的范围内。计算机可读介质还可以称为计算机程序产品。

电子计算设备1500包括若干计算机可读数据存储介质（例如，存储器单元1502、非易失性存储设备1510和外部存储设备1516）。这些计算机可读存储介质一起可以组成单个数据存储系统。如上讨论，数据存储系统是一组一个或多个计算机可读数据存储介质。这个数据存储系统可以存储可由处理单元1504执行的指令。在上面的描述中描述的活动可以源自与对在该数据存储系统上存储的指令的执行。因此，当本描述提到特定逻辑模块执行特定活动时，这种声明可以被解释为意味着当被处理单元1504执行时，该逻辑模块的指令使得电子计算设备1500执行该活动。换言之，当本描述提到特定逻辑模块执行特定活动时，读者可以将这个声明解释为意味着该指令将电子计算设备1500配置为使得该电子计算设备1500执行该特定活动。

本领域一般技术人员将认识到，在电子计算设备1500内也可以包括其它组件、外围设备、通信互连和类似的其它功能，而不会背离所附权利要求内记载的本发明的精神和范围。

图16是根据本公开的可能实施例的用于检测电磁脉冲事件的方法和系统1600的流程图。通常，该方法和系统可以至少部分地使用（1）本文中所述的关于弱场或强场系统的标准电路块，以及（2）微处理器或计算设备执行，如上所述，该微处理器或计算设备可通信地连接到标准电路块，并且被配置为分析使用电路块获得的峰值。

在所示实施例中，该方法和系统在开始操作1602中开始，该开始操作对应于要被监测的设施或其它位置上的一个或多个检测器的初始设置，以及一个或多个检测器与被配置为协调比如EMP/IEMI事件的强场和/或弱场电磁事件的检测和分析的其它计算设备间的连接的初始设置。

场检测操作1604对应于对与标准块互连的天线上的场进行检测。如前所述，场检测操作1604可以对应于使用一个或多个取向屏蔽环路磁性天线检测磁场的一个或多个方向分量，如上结合图3A-3B和图4-10中的强场检测系统所述。或者，场检测操作1604可以对应于在检测弱场电磁事件的情况下，使用短单极天线检测电场，如上结合图11-14所述。

可选的推导操作1606基于场检测操作1604获得的读数，推导电场。推导操作1606将在屏蔽环路磁性天线用于检测磁场的情况下执行，例如，在强场检测系统的情况下执行。

电磁事件确定操作1608确定是否已经发生电磁事件。通常，电磁事件确定操作1608包括对使用标准电路模块和相关微处理器检测到的峰值进行采样，以及对该采样执行一个或多个其它操作来确定是否发生强场事件或弱场事件。例如，在强场事件的情况下，可以将峰值与其它推导出的电场值加和，或者以其它方式组合（例如，通过使用平方和的平方根），得到总的电磁场值，并且将该值与预设的已知阈值进行比较，超过该阈值，则假定已经发生强场事件。在另一示例中，对于弱场事件，可以将所检测到的峰值与已知阈值直接比较，并且基于该比较，可以确定弱场事件的存在性。

如果没有检测到强场事件或弱场事件，则操作流程可以返回到场检测操作1604来继续监测在检测器上存在的电场和/或磁场。然而，如果检测到强场事件或弱场事件，则操作流程进行到事件传送操作1610，该事件传送操作1610将该事件（例如，包括场值以及捕获场值时的时间）传送到存储器或远程系统，用于告警或进一步的分析。存储操作1612对应于在远离检测器的计算系统上，存储场值和时间以及根据这些值导出或者以其它方式与检测器相关联的信息（例如，关于是否已经发生强场事件或弱场事件的结论，与检测器相关联的一个或多个电气或电子系统的状态，以及来自其它相关或互连传感器的其它传感器信息）。操作流程随后可以继续进行到场检测操作1604，从而导致对检测器上存在的电场和磁场进行连续监测。结束操作1614对应于在期望（例如，预设或未确定的）时间量后完成检测。

总体参见图16，认识到，该方法和系统的多个方面可以在检测器上执行，而其它方面可以在（例如，上面结合图1-2所示的）比如集中式检测器管理系统的远程计算系统上执行。

现在总体参见图1-16，可以认识到，使用如本文中所述的用于推导电场以及检测是否存在电磁事件的技术，实现多个优点。例如，可以使用本文中所述的屏蔽环路磁性天线、标准电路块、数据处理组件和相关结构，构造用来在数据保护优先的各种设施类型的任何一个上保护电子装置的低成本通用监测系统。

上述说明书、示例和数据提供对本发明的组成部分的制造和使用的完整描述。由于可以在不背离本发明的精神和范围的情况下作出本发明的多个实施例，所以本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims

1.一种用于检测电磁场事件的装置，所述装置包括：

天线；以及

与所述天线电连接的电路，所述电路包括：

均衡器，经由直流隔离电路与所述天线可通信地连接，所述均衡器补偿所述天线的差分频率响应；

对数放大器，与所述均衡器电连接，并且被配置为基于在所述天线处接收的信号生成一系列的信号；

峰值检测器，从所述对数放大器接收信号，并且被配置为捕获所述信号的峰值，

其中，至少部分地基于所述峰值检测电磁场事件。

2.如权利要求1所述的装置，还包括与所述峰值检测器可通信地连接的微处理器，所述微处理器被配置为计算所述电磁场事件的存在性。

3.如权利要求2所述的装置，还包括可通信地连接在所述峰值检测器和所述微处理器之间的模数转换器，所述模数转换器被配置为生成所述峰值的数字表示，并且其中所述微处理器基于所检测到的峰值的数字表示，计算所述电磁场事件的存在性。

4.如权利要求1所述的装置，还包括第二峰值检测器，所述第二峰值检测器从所述均衡器接收信号，并且被配置为捕获所述信号的第二峰值。

5.如权利要求1所述的装置，其中，所述峰值检测器是两级峰值检测器。

6.如权利要求1所述的装置，还包括连接在所述均衡器和所述对数放大器之间的电阻式衰减器。

7.如权利要求1所述的装置，其中，所述电路还被配置为对所述峰值进行周期性采样，从而确定所述电磁场事件的存在性。

8.如权利要求1所述的装置，其中，所述天线是屏蔽环路磁场天线。

9.如权利要求8所述的装置，其中，所述屏蔽环路磁性天线被配置为捕获表示远场磁场的至少一部分的信号，并且其中所述峰值检测器被配置为基于所捕获的信号推导电场的峰值。

10.如权利要求9所述的装置，其中，所述屏蔽环路磁性天线被配置为捕获在10MHz到10GHz的频率范围内的信号。

11.如权利要求9所述的装置，其中，所推导出的电场的范围在100伏/米和100,000伏/米之间。

12.如权利要求8所述的装置，其中，所述屏蔽环路磁性天线具有大约1/4英寸的直径。

13.如权利要求8所述的装置，还包括：

第二屏蔽环路磁性天线，被取向为沿着与所述屏蔽环路磁性天线垂直的方向；

与所述第二屏蔽环路磁性天线电连接的第二电路，所述第二电路被配置为捕获所述信号的第二峰值；

第三屏蔽环路磁性天线，被取向为沿着与所述屏蔽环路磁性天线和所述第二屏蔽环路磁性天线垂直的方向；

与所述第三屏蔽环路磁性天线电连接的第三电路，所述第三电路被配置为捕获所述信号的第三峰值，

其中至少部分地基于所述峰值、所述第二峰值和所述第三峰值检测所述电磁场事件。

14.如权利要求13所述的装置，其中，基于阈值与合并向量总和幅度的比较结果检测所述电磁场事件，其中所述合并向量总和幅度是所述峰值、所述第二峰值和所述第三峰值的合并向量总和幅度。

15.如权利要求1所述的装置，其中，所述天线是电气短路电场单极天线。

16.如权利要求15所述的装置，其中，所述峰值检测器包括两级峰值检测器，所述两级峰值检测器被配置为捕获并保持在所述天线处接收的窄电脉冲。

17.如权利要求15所述的装置，其中，所推导出的电场的范围在0.01伏/米和10伏/米之间。

18.一种检测强场电磁事件的方法，所述方法包括：

使用屏蔽环路磁性天线监测电磁波的磁场；

基于在与所述屏蔽环路磁性天线可通信地连接的峰值检测器处的磁场的幅度，捕获模拟信号的峰值信号值；以及

至少部分地基于所捕获的峰值信号值，确定强场电磁事件的存在性，其中确定强场电磁事件的存在性包括基于所述磁场推导电场。

19.如权利要求18所述的方法，还包括将与所述强场电磁事件相关的数据传送到计算系统。

20.如权利要求18所述的方法，还包括周期性地读取所述峰值检测器的峰值信号值，并且从所述峰值检测器清除所述峰值信号值。

21.如权利要求18所述的方法，还包括将所述峰值信号值与第二峰值信号值和第三峰值信号值合并，以得到合并后的信号幅度。

22.如权利要求21所述的方法，其中，所述合并后的信号值表示所述峰值信号值、所述第二峰值信号值和所述第三峰值信号值的平方和的平方根。

23.一种用于检测强场电磁场事件的装置，所述装置包括：

第一屏蔽环路磁性天线；

第二屏蔽环路磁性天线，被取向为沿着与所述第一屏蔽环路磁性天线垂直的方向；

第三屏蔽环路磁性天线，被取向为沿着与所述第一和第二屏蔽环路磁性天线垂直的方向；

与所述第一屏蔽环路磁性天线电连接的第一电路，所述第一电路被配置为捕获在所述第一屏蔽环路磁性天线处接收的信号的第一峰值；

与所述第二屏蔽环路磁性天线电连接的第二电路，所述第二电路被配置为捕获在所述第二屏蔽环路磁性天线处接收的信号的第二峰值；

与所述第三屏蔽环路磁性天线电连接的第三电路，所述第三电路被配置为捕获在所述第三屏蔽环路磁性天线处接收的信号的第三峰值；

处理器，被配置为基于至少部分基于所述第一峰值、所述第二峰值和所述第三峰值检测到的峰值，检测电磁场事件。

24.如权利要求23所述的装置，其中，所述第一电路、所述第二电路和所述第三电路均还包括：

与所述天线电连接的直流隔离电路；

与所述直流隔离电路电连接的均衡器，所述均衡器补偿所述天线的差分频率响应；

与所述均衡器电连接的对数放大器；以及

与所述对数放大器电连接的峰值检测器。

25.如权利要求23所述的装置，其中，所述处理器被配置为基于所述峰值信号值、所述第二峰值信号值和所述第三峰值信号值的平方和的平方根，检测所述电磁场事件。