CN102841263B - 一种用于校准瞬变电磁场场均匀性的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于校准瞬变电磁场场均匀性的装置，该装置包括支撑架(1)、示波器(2)、第一探头(3)和第二探头(4)；所述支撑架(1)包括底座(11)、转轴(12)、主体架(13)、第一旋转盘(14)、第二旋转盘(15)、第一探头固定装置(16)和第二探头固定装置(17)；所述第一探头(3)固定于第一探头固定装置(16)上，所述第二探头(4)固定于所述第二探头固定装置(17)上，所述第一探头(3)和所述第二探头(4)与所述示波器(2)电连接；所述底座(11)包括固定盘(111)、第一座臂(112)和第二座臂(113)；所述主体架(13)包括测试杆(131)、第一支杆(132)、第二支杆(133)、第一立柱(134)和第二立柱(135)。所述装置对瞬变电磁场场均匀性的校准速度明显加快。所述装置对瞬变电磁场场均匀性的校准精度高。

Description

一种用于校准瞬变电磁场场均匀性的装置

技术领域

本发明涉及电磁场的场均匀性的校准技术领域，特别涉及一种用于校准瞬变电磁场场均匀性的装置。

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。

用于校准瞬变电磁场的场均匀性的系统通常需要测试多个位置。校准瞬变电磁场的场均匀性时，不但需要支架支撑和固定测试探头，而且需要通过支架调节测试探头的位置。具体地，校准瞬变电磁场的场均匀性时，通常需要通过调节支架来改变固定有探头的测试杆的角度和长度，甚至需要通过调节支架实现测试杆绕固定轴的转动。现有技术中的支架都不能直接实现上述功能，因此在用于校准瞬变电磁场的场均匀性时非常不便。

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系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于校准瞬变电磁场场均匀性的装置。

本发明提供的用于校准瞬变电磁场场均匀性的装置包括支撑架、示波器、第一探头和第二探头；

所述支撑架包括底座、转轴、主体架、第一旋转盘、第二旋转盘、第一探头固定装置和第二探头固定装置；

所述第一探头固定于第一探头固定装置上，所述第二探头固定于所述第二探头固定装置上，所述第一探头和所述第二探头与所述示波器电连接；

所述底座包括固定盘、第一座臂和第二座臂，所述第一座臂和所述第二座臂被设置于同一平面内，且在该平面内所述第一座臂与所述第二座臂之间成一夹角，所述固定盘固定于所述第一座臂与所述第二座臂连接处的顶端，所述转轴固定于所述固定盘的中心位置；

所述主体架包括测试杆、第一支杆、第二支杆、第一立柱和第二立柱，所述测试杆的一端与所述转轴可旋转连接且所述测试杆能够绕所述转轴转动，所述第一支杆和所述第二支杆设于所述测试杆的下侧，所述第一支杆和所述第二支杆的顶端连接呈倒置的“V”字形，且所述第一支杆和所述第二支杆的顶端连接处与所述测试杆固接，所述第一立柱和所述第二立柱分别固接于所述测试杆的中间和末端位置，且所述第一立柱和所述第二立柱设于所述测试杆的上侧；

所述第一旋转盘设置于所述第一立柱的顶端且能够绕所述第一立柱转动，所述第二旋转盘设置于所述第二立柱的顶端且能够绕所述第二立柱转动，所述第一探头固定装置设于所述第一旋转盘上，所述第二探头固定装置设于所述第二旋转盘上。

优选地，所述第一支杆底端设有滚轮，所述第二支杆的底端设有滚轮。

优选地，所述第一座臂与所述第二座臂之间的夹角为90°。

优选地，所述装置进一步包括固定于所述固定盘下方的第三探头。

本发明具有如下有益效果：

(1)所述装置对包括脉冲信号源在内的瞬变电磁场产生装置的要求低；

(2)所述装置的支撑架不仅能够用于支撑和固定探头，而且能够用于调节探头的位置；

(3)使用所述装置校准瞬变电磁场的场均匀性时，既不需要反复移动所述装置的支撑架，也不需要通过多个调节机构调节探头的位置，因此所述装置对瞬变电磁场场均匀性的校准速度明显加快；

(4)与现有技术的校准装置相比，所述装置对探头的调节机构少，能够有效地避免探头调节过程产生的误差，因此所述装置对探头位置的调节精度高，从而使得所述装置对瞬变电磁场场均匀性的校准精度高；

(5)所述装置制作成本低，使用方便。

附图说明

图1为本发明实施例提供的用于校准瞬变电磁场场均匀性的支撑装置的示意图；

图2为本发明实施例的立方体形的待校准空间的示意图；

图3为采用本发明实施例提供的用于校准瞬变电磁场场均匀性的支撑装置测试待校准面ABCD的场均匀性的示意图；

图4为采用本发明实施例提供的用于校准瞬变电磁场场均匀性的支撑装置测试待校准面AFGD的场均匀性的示意图。

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。

本发明提供的用于校准瞬变电磁场场均匀性的装置包括支撑架1、示波器2、第一探头3、第二探头4和第三探头(图中未示出)，如图1所示。支撑架1包括底座11、转轴12、主体架13、第一旋转盘14、第二旋转盘15、第一探头固定装置16和第二探头固定装置17，如图1所示。第一探头固定装置16和第二探头固定装置17用于固定探头。在本实施例中，第一探头3固定于例如第一探头固定装置16上，第二探头4固定于例如第二探头固定装置17上。第一探头3和第二探头4与示波器2电连接。

底座11包括固定盘111、第一座臂112和第二座臂113。在本实施例中，固定盘111呈例如圆形。固定盘111的下方也能够固定探头。在本实施例中，固定盘111的下方固定有例如第三探头(图中未示出)。第一座臂112和所述第二座臂113被设置于同一平面内，且在该平面内第一座臂112与第二座臂113之间成一夹角。在本实施例中，第一座臂112与第二座臂113之间的夹角为例如90°。固定盘111固定于第一座臂112与第二座臂113连接处的顶端，转轴12固定于固定盘111的中心位置。主体架13包括测试杆131、第一支杆132、第二支杆133、第一立柱134和第二立柱135，如图1所示。测试杆131的一端与转轴12可旋转连接，且测试杆131能够绕转轴12转动。第一支杆132和第二支杆133设于测试杆131的下侧。第一支杆132和第二支杆133的顶端连接呈倒置的“V”字形，且第一支杆132和第二支杆132的顶端连接处与测试杆131固接。第一立柱134和第二立柱135分别固接于测试杆131的中间和末端位置，且第一立柱134和第二立柱135设于测试杆131的上侧。在本实施例中，第一支杆132底端设有滚轮136，第二支杆133的底端设有滚轮137。第一旋转盘14设置于第一立柱134的顶端且能够绕第一立柱134转动，第二旋转盘15设置于第二立柱135的顶端且能够绕第二立柱135转动。第一探头固定装置16设于第一旋转盘14上，第二探头固定装置17设于第二旋转盘15上。

在本实施例中，第一探头3和第二探头4都通过例如光纤与示波器2电连接。第一探头3和第二探头4用于感测电磁场的场强。示波器2用于测量第一探头3、第二探头4和/或第三探头的输出以计算场强值。

在本实施例中，待校准空间为例如立方体ABCD-EFGH，如图2所示。选择立方体ABCD-EFGH的例如侧面ABCD为待校准面。待校准面ABCD的中心点为例如O1点。选择待校准面ABCD的A点、B点、C点、D点和O1点为待校准点。如图3所示，采用所述装置测试待校准面ABCD的场均匀性的方法如下：

调整底座11的位置使得固定盘111和第三探头位于例如D点处；

通过主体架13绕转轴12的转动使得测试杆131、第一立柱134和第二立柱135位于待校准面ABCD内；

通过旋转第一旋转盘14使得第一探头3位于O1点处，通过旋转第二旋转盘15使得第二探头4位于例如B点处；

测试得到O1点、B点和D点处的瞬变电磁场的场强值。

调整底座11的位置使得固定盘111和第三探头位于例如C点处，重复上述步骤可以得到O1点、A点和C点处的瞬变电磁场的场强值。

选择立方体ABCD-EFGH的例如对角面AFGD为待校准面。待校准面AFGD的中心点为例如O2点。选择待校准面AFGD的A点、F点、G点、D点和O2点为待校准点。采用所述装置测试待校准面AFGD的场均匀性的方法如下：

调整底座11的位置使得固定盘111和第三探头位于例如D点处；

通过主体架13绕转轴12的转动使得测试杆131、第一立柱134和第二立柱135位于待校准面AFGD内；

通过旋转第一旋转盘14使得第一探头3位于O2点处，通过旋转第二旋转盘15使得第二探头4位于例如F点处；

测试得到O2点、F点和D点处的瞬变电磁场的场强值。

调整底座11的位置使得固定盘111和第三探头位于例如G点处，重复上述步骤可以得到O2点、A点和G点处的瞬变电磁场的场强值。

实际应用中，可以先测试待校准面ABCD中的各待校准点后再测试待校准面AFGD中的各待校准点，也可以先测试待校准面AFGD中的各待校准点后再测试待校准面ABCD中的各待校准点，还可以交替测试待校准面ABCD和待校准面AFGD中的各待校准点。

所述装置对包括脉冲信号源在内的瞬变电磁场产生装置的要求低。所述装置的支撑架不仅能够用于支撑和固定探头，而且能够用于调节探头的位置。使用所述装置校准瞬变电磁场的场均匀性时，既不需要反复移动所述装置的支撑架，也不需要通过多个调节机构调节探头的位置，因此所述装置对瞬变电磁场场均匀性的校准速度明显加快。与现有技术的校准装置相比，所述装置对探头的调节机构少，能够有效地避免探头调节过程产生的误差，因此所述装置对探头位置的调节精度高，从而使得所述装置对瞬变电磁场场均匀性的校准精度高。所述装置制作成本低，使用方便。

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 (4)

1.用于校准瞬变电磁场场均匀性的装置，其特征在于，

该装置包括支撑架(1)、示波器(2)、第一探头(3)和第二探头(4)；

所述支撑架(1)包括底座(11)、转轴(12)、主体架(13)、第一旋转盘(14)、第二旋转盘(15)、第一探头固定装置(16)和第二探头固定装置(17)；

所述第一探头(3)固定于第一探头固定装置(16)上，所述第二探头(4)固定于所述第二探头固定装置(17)上，所述第一探头(3)和所述第二探头(4)与所述示波器(2)电连接；

所述底座(11)包括固定盘(111)、第一座臂(112)和第二座臂(113)，所述第一座臂(112)和所述第二座臂(113)被设置于同一平面内，且在该平面内所述第一座臂(112)与所述第二座臂(113)之间成一夹角，所述固定盘(111)固定于所述第一座臂(112)与所述第二座臂(113)连接处的顶端，所述转轴(12)固定于所述固定盘(111)的中心位置；

所述主体架(13)包括测试杆(131)、第一支杆(132)、第二支杆(133)、第一立柱(134)和第二立柱(135)，所述测试杆(131)的一端与所述转轴(12)可旋转连接且所述测试杆(131)能够绕所述转轴(12)转动，所述第一支杆(132)和所述第二支杆(133)设于所述测试杆(131)的下侧，所述第一支杆(132)和所述第二支杆(133)的顶端连接呈倒置的“V”字形，且所述第一支杆(132)和所述第二支杆(133)的顶端连接处与所述测试杆(131)固接，所述第一立柱(134)和所述第二立柱(135)分别固接于所述测试杆(131)的中间和末端位置，且所述第一立柱(134)和所述第二立柱(135)设于所述测试杆(131)的上侧；

所述第一旋转盘(14)设置于所述第一立柱(134)的顶端且能够绕所述第一立柱(134)转动，所述第二旋转盘(15)设置于所述第二立柱(135)的顶端且能够绕所述第二立柱(135)转动，所述第一探头固定装置(16)设于所述第一旋转盘(14)上，所述第二探头固定装置(17)设于所述第二旋转盘(15)上。

2.根据权利要求1所述的用于校准瞬变电磁场场均匀性的装置，其特征在于，所述第一支杆(132)底端设有滚轮(136)，所述第二支杆(133)的底端设有滚轮(137)。

3.根据权利要求1所述的用于校准瞬变电磁场场均匀性的装置，其特征在于，所述第一座臂(112)与所述第二座臂(113)之间的夹角为90°。

4.根据权利要求1所述的用于校准瞬变电磁场场均匀性的装置，其特征在于，所述装置进一步包括固定于所述固定盘(111)下方的第三探头。