CN103618141B - 一种用于校准电磁兼容测量用单极天线的t型网络装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于校准电磁兼容测量用单极天线的T型网络装置，包括屏蔽盒主体，所述屏蔽盒主体内设有阶梯结构，所述阶梯结构上固定设置有T型网络电路板，所述T型网络电路板上设有信号源接口，频谱仪接口和被测天线接口，所述屏蔽盒主体的顶部固定设置有屏蔽盒顶盖，所述屏蔽盒主体的前侧面上和后侧面上分别固定设置有同轴SMA接头，所述屏蔽盒主体的左侧面上固定设置有绝缘隔离支撑，所述绝缘隔离支撑设有开口，天线基座连接头的连接端穿过绝缘隔离支撑的开口与T型网络电路板电连接；两个SMA接头中的一个SMA接头与所述信号源接口电连接，另一个SMA接头与所述频谱仪接口电连接；所述天线基座连接头的连接端与被测天线接口电连接。

Description

一种用于校准电磁兼容测量用单极天线的T型网络装置

技术领域

本发明涉及一种天线校准装置，特别涉及一种用于校准电磁兼容测量用单极天线的T型网络装置。

背景技术

单极天线是电磁兼容试验中测量辐射发射的一种天线，关于单极天线的校准，普遍采用的方法是等效电容替代法（ECSM），其基本原理是使用一定容抗的电容替代天线杆向天线基座（含前置放大器和天线匹配网络等）注入信号，ECSM中采用的电容值与拉杆天线的长度有关，通过测量天线基座的增益，并根据天线杆的长度等参数确定修正系数，最终计算得到单极天线的天线系数。

在美国标准ANSI C63.5-1998对单极天线的等效电容替代校准法中,只使用一个放置在屏蔽体内的电容及T型同轴连接器作为T型网络对单极天线进行校准。这一方法中，电容外部的屏蔽体与T型同轴连接器的屏蔽体共同构成一个完整的屏蔽体，可隔离外部电磁干扰信号电校准的影响，但这种T型网络中没有匹配电路，被校单极天线中的电路和引线电参数影响T型网络的匹配，可能影响尤其是高频率端天线校准的准确性。

国内对电磁兼容辐射发射测量用单极天线校准通常参照GJB/J5410《电磁兼容测量天线的天线系数校准规范》，GJB/J5410中给出了带有匹配电路的T型网络电路示意图，由于GJB/J5410T型网络中包括匹配电路，保证了信号源端口和频谱仪端口与设备之间的匹配，但GJB/J5410T型网络中并未对屏蔽壳体提出明确要求。因此通常按GJB/J5410T型网络电路制作出的T型网络成品尺寸较大(如大于10cm)，其分布参数影响测量准确性；或未加屏蔽措施，空间电磁辐射信号会进入T型网络中，影响测量结果，造成测量偏差。

按现有标准制作用于校准电磁辐射测量用单极天线的T型网络可能存在以下问题：不使用匹配电路影响测量结果；T型网络中因元器件尺寸大、引线长等原因容易耦合外界同频率干扰信号，造成测量偏差；T型网络未采取屏蔽措施使外界信号进入T型网络内，影响测量结果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于校准电磁兼容测量用单极天线的T型网络装置，T型网络电路板采用对称匹配方式，T型网络电路板外部设计具有良好屏蔽性能的屏蔽壳体，确保隔离外部电磁干扰。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种用于校准电磁兼容测量用单极天线的小型化T型网络，包括屏蔽盒主体，所述屏蔽盒主体内设有阶梯结构，所述阶梯结构上固定设置有T型网络电路板，所述T型网络电路板上设有信号源接口，频谱仪接口和被测天线接口，所述屏蔽盒主体的顶部固定设置有屏蔽盒顶盖，所述屏蔽盒主体的前侧面上和后侧面上分别固定设置有同轴SMA接头，所述屏蔽盒主体的左侧面上固定设置有绝缘隔离支撑，所述绝缘隔离支撑设有开口，天线基座连接头的连接端穿过绝缘隔离支撑的开口与T型网络电路板电连接；两个SMA接头中的一个SMA接头与所述信号源接口电连接，另一个SMA接头与所述频谱仪接口电连接；，所述天线基座连接头的连接端与被测天线接口电连接。

进一步地，所述天线基座连接头为螺纹型接头。

进一步地，所述天线基座连接头为BNC接头。

进一步地，所述天线基座连接头的连接端与所述隔离支撑上所设开口的内侧壁之间设有内外导体连通件。

进一步地，所述屏蔽盒主体的底面固定设置有接地柱，所述接地柱上设有接地螺母。

进一步地，所述SMA接头通过第一紧固螺钉分别与屏蔽盒主体的前侧面和后侧面连接。

进一步地，所述T型网络电路板通过第二紧固螺钉与屏蔽盒主体的阶梯结构连接。

进一步地，所述屏蔽盒顶盖通过第三紧固螺钉与屏蔽盒主体的顶部连接。

进一步地，所述接地柱通过第四紧固螺钉与屏蔽盒主体的底面连接。

进一步地，所述绝缘隔离支撑通过第五紧固螺钉与屏蔽盒主体的左侧面连接。

本发明由于采用了以上技术方案，T型网络装置尺寸小于40mm，能满足10kHz～30MHz频段多种类型电磁辐射测量用单极天线的天线系数校准需要。小型化的T型网络装置具备便携性，有利于现场校准。屏蔽盒主体具有良好屏蔽性能，确保隔离外部电磁干扰，减小T型网络电路板与外界电磁干扰之间的耦合。T型网络电路板采用匹配方式，T型网络电路板中的元器件全部采用贴片类型，并采用短引线电路结构，电路板的尺寸不大于20mm。贴片元器件具有较好的频响特性；短引线结构有效减少电路分布参数对T型网络电性能的影响。螺纹型接头和BNC接头两种接头形式，可保证T型网络能与现有的大部分类型单极天线基座良好匹配连接，提高了测试设备的兼容性，并保证天线系数校准的准确性。

下面结合附图对本发明的一种用于校准电磁兼容测量用单极天线的小型化T型网络做进一步说明。

附图说明

图1为本发明第一实施例的整体结构示意图。

图2为本发明第一实施例的剖面图。

图3为本发明第一实施例的左视图。

图4为本发明第二实施例的整体结构示意图。

图5为本发明第二实施例的剖面图。

图6为本发明第二实施例的左视图。

图7为本发明中T型网络电路板的机构示意图。

图8为本发明中T型网络装置的校准原理示意图。

图中各标记如下：1T型网络电路板，101信号源接口,102频谱仪接口,103被测天线接口,2屏蔽盒主体，3屏蔽盒顶盖，4接地柱，5天线基座连接头，6绝缘隔离支撑，7接地螺母，8第一紧固螺钉，9第二紧固螺钉，10第三紧固螺钉，11第四紧固螺钉，12第五紧固螺钉，13SMA接头，14内外导体连通件。

具体实施方式

实施例1

如图1-图3、图7、图8所示，一种用于校准电磁兼容测量用单极天线的T型网络装置，包括屏蔽盒主体2，所述屏蔽盒主体2内设有阶梯结构，所述阶梯结构上固定设置有T型网络电路板1，所述T型网络电路板1上设有信号源接口101，频谱仪接口102和被测天线接口103，所述屏蔽盒主体2的顶部固定设置有屏蔽盒顶盖3，所述屏蔽盒主体2的前侧面上和后侧面上分别固定设置有同轴SMA接头13，所述屏蔽盒主体2的左侧面上固定设置有绝缘隔离支撑6，所述绝缘隔离支撑6设有开口，天线基座连接头5的连接端穿过绝缘隔离支撑6的开口与T型网络电路板1电连接；两个SMA接头13中的一个SMA接头13与所述信号源接口101电连接，另一个SMA接头13与所述频谱仪接口102电连接；所述天线基座连接头5的连接端与被测天线接口103电连接。

所述天线基座连接头5为螺纹型接头。螺纹型接头5有多种制式，包括英制螺纹、公制螺纹接头，以及为了提高兼容性而采用一种通用接头，可配备接头转换件可与相应型式的被校件匹配连接。

所述屏蔽盒主体2的底面固定设置有接地柱4，所述接地柱4上设有接地螺母7。接地柱4，用于与被校拉杆天线的地回路连接，连接时用接地螺母7固定接地线。

所述SMA接头13通过第一紧固螺钉8分别与屏蔽盒主体2的前侧面和后侧面连接。所述T型网络电路板1通过第二紧固螺钉9与屏蔽盒主体2的阶梯结构连接。所述屏蔽盒顶盖3通过第三紧固螺钉10与屏蔽盒主体2的顶部连接。所述接地柱4通过第四紧固螺钉11与屏蔽盒主体2的底面连接。所述绝缘隔离支撑6通过第五紧固螺钉12与屏蔽盒主体2的左侧面连接。

T型网络电路板1的电路板结构依据相应的标准要求及实际测试结果，并考虑以下几点：电路板上的元器件与四周屏蔽盒主体2屏蔽壳体的距离；所述屏蔽盒主体2的前侧面上和后侧面上SMA接头13的尺寸及各部分零件间的连接关系；在满足电参数要求的情况下尺寸尽可能的小型化。屏蔽盒主体2内部的阶梯结构用于固定T型网络电路板1，并保证电路板上的元器件与周围屏蔽壳的距离要求。屏蔽盒顶盖3，对屏蔽盒内电路进行全面屏蔽。绝缘隔离支撑6，用于将天线基座连接头5固定在屏蔽盒主体2上，并使天线基座连接头5与屏蔽盒主体2保持绝缘隔离。

T型网络电路板1的原理图如图7所示，电路板元件选用的贴片元件置于电路板的上面中间部分，所有元器件占据的尺寸为10mm×10mm，电路板的底部全部为接地层，电路板安装后与屏蔽盒主体2具有良好的电连接，有效减小电磁干扰。为了能有效减少与外界电磁干扰之间的耦合，电路元器件采用短引线结构。在美国标准ANSI C63.5-2006中对电容元器件的引线距离也有相应的距离要求，为了兼顾标准及实际情况，屏蔽体的内部尺寸距各电子元器件均为10mm。所述屏蔽盒主体2的前侧面上和后侧面上的同轴SMA接头13为带有法兰的SMA接头，SMA接头13具有较小的尺寸、良好的频率响应，法兰结构将SMA接头13牢固地固定在屏蔽盒主体2上。屏蔽盒主体2上安装天线基座连接头5时，先将天线基座连接头5装在绝缘隔离支撑6上，再将绝缘隔离支撑6固定在屏蔽盒主体2上，保证天线基座连接头5与蔽盒主体2之间没有电接触。

用本发明的T型网络装置对一个单极天线校准的原理如图8所示，单极天线型号为R/S HZ13，小型化T型网络一端的SMA接头13通过同轴线连接型号为Agilent33250A的信号源，小型化T型网络另一端的SMA接头13同轴线连接型号为Agilent E4440A的频谱仪，小型化T型网络的天线基座连接头5通过转接螺母连接单极天线，单极天线的输出端接50Ω负载，通过频谱仪测量得到T型网络的参考值。将频谱仪连接至单极天线的输出端，50Ω负载连接至小型化T型网络原来连接频谱仪的位置，通过频谱仪测量得到单极天线的测量值。

实施例2

如图4-图6，图7和图8所示，实施例2与实施例1的区别在于，所述天线基座连接头5为BNC接头。所述天线基座连接头5与T型网络电路板1的被测天线接口13的连接处设有内外导体连通件14。

BNC接头型T型网络与螺纹型接头T型网络主要功能是一致的，主要区别有两点，一是接头型式为BNC接头；另一点是整个BNC接头均为电路内导体，因此在此特殊的背景要求下，BNC接头型T型网络装置内部结构加上内外导体连通件5，其作用是使整个BNC接头作为内导体与被校天线连接，同时要求BNC接头与整个T型网络装置的屏蔽盒主体2绝缘，绝缘隔离支撑6连接BNC接头与屏蔽盒主体2，保障BNC接头与屏蔽盒主体2的支撑连接和电绝缘。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于校准电磁兼容测量用单极天线的T型网络装置，其特征在于：包括屏蔽盒主体(2)，所述屏蔽盒主体(2)内设有阶梯结构，所述阶梯结构上固定设置有T型网络电路板(1)，所述T型网络电路板(1)上设有信号源接口(101)、频谱仪接口(102)和被测天线接口(103)，所述屏蔽盒主体(2)的顶部固定设置有屏蔽盒顶盖(3)，所述屏蔽盒主体(2)的前侧面上和后侧面上分别固定设置有同轴SMA接头(13)，所述屏蔽盒主体(2)的左侧面上固定设置有绝缘隔离支撑(6)，所述绝缘隔离支撑(6)设有开口，天线基座连接头(5)的连接端穿过绝缘隔离支撑(6)的开口与T型网络电路板(1)上的被测天线接口(103)电连接；

两个SMA接头(13)中的一个SMA接头(13)与所述信号源接口(101)电连接，另一个SMA接头(13)与所述频谱仪接口(102)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于校准电磁兼容测量用单极天线的T型网络装置，其特征在于：所述天线基座连接头(5)为螺纹型接头。

3.根据权利要求1所述的一种用于校准电磁兼容测量用单极天线的T型网络装置，其特征在于：所述天线基座连接头(5)为BNC接头。

4.根据权利要求3所述的一种用于校准电磁兼容测量用单极天线的T型网络装置，其特征在于：所述天线基座连接头(5)的连接端与所述绝缘隔离支撑(6)上所设开口的内侧壁之间设有内外导体连通件(14)。

5.根据权利要求2或4所述的一种用于校准电磁兼容测量用单极天线的T型网络装置，其特征在于：所述屏蔽盒主体(2)的底面固定设置有接地柱(4)，所述接地柱(4)上设有接地螺母(7)。

6.根据权利要求5所述的一种用于校准电磁兼容测量用单极天线的T型网络装置，其特征在于：所述SMA接头(13)通过第一紧固螺钉(8)分别与屏蔽盒主体(2)的前侧面和后侧面连接。

7.根据权利要求5所述的一种用于校准电磁兼容测量用单极天线的T型网络装置，其特征在于：所述T型网络电路板(1)通过第二紧固螺钉(9)与屏蔽盒主体(2)的阶梯结构连接。

8.根据权利要求5所述的一种用于校准电磁兼容测量用单极天线的T型网络装置，其特征在于：所述屏蔽盒顶盖(3)通过第三紧固螺钉(10)与屏蔽盒主体(2)的顶部连接。

9.根据权利要求5所述的一种用于校准电磁兼容测量用单极天线的T型网络装置，其特征在于：所述接地柱(4)通过第四紧固螺钉(11)与屏蔽盒主体(2)的底面连接。

10.根据权利要求5所述的一种用于校准电磁兼容测量用单极天线的T型网络装置，其特征在于：所述绝缘隔离支撑(6)通过第五紧固螺钉(12)与屏蔽盒主体(2)的左侧面连接。