CN106990311A - 一种辐射敏感度测试中判定场强是否稳定的系统及方法 - Google Patents

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李中群
曹晋
贺温安
徐宝令
赵秀才
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种辐射敏感度测试中判定场强是否稳定的系统及方法，其中，本系统相比于目前的辐射敏感度测试系统，在硬件设备上增加了频谱分析装置和定向耦合器。借助于该系统，本方法通过直接监测信号源输出(即监测信号源输出是否与程序设定一致)来判定信号源输出切换过程是否完成，进而判断场强是否稳定，在保证程序读取正确的场强值的同时，避免了在测试程序中设置过长的延迟时间，提高了测试效率，且有助于实现测试程序与信号源、控制总线的无关性，提高了辐射敏感度测试系统软件的容错率和通用性。

Description

一种辐射敏感度测试中判定场强是否稳定的系统及方法
技术领域
本发明属于电磁兼容(EMC)测试和测试系统集成领域，具体涉及一种辐射敏感度测试中判定场强是否稳定的系统及方法。
背景技术
辐射敏感度(辐射抗扰度)是电磁兼容测试的重要组成部分，用于考核受试产品在给定的电磁场干扰下能否正常工作。辐射敏感度测试系统一般由信号源、功率放大器、辐射天线等干扰场强生成设备和场强探头、场强监测设备等场强监测设备组成。
辐射敏感度测试系统的工作原理为：在计算机的控制下，信号源的输出信号经过功率放大器以及辐射天线，在受试设备(EUT)附近形成场强；计算机通过场强监测设备读回场强值，并与测试标准要求的场强限值进行比较，调整信号源的输出电平，形成闭环控制，使其达到规定的场强限值；重复上述场强调整过程，逐频点按照标准生成一定规定的场强。
在辐射敏感度测试中，信号源需要不断地切换频率、功率，并对产生的场强进行实时监测，在此过程中，从信号源到场强监测设备之间信号通路的时间延迟主要是信号源输出切换过程的延迟时间以及软件指令执行所需时间，且辐射敏感度测试一般都要求对信号进行调制，可能会带来更长的延时。为了确保读取的场强值是由当前设置信号所产生的稳定场强，测试程序需要在设置信号源指令后设置一段延时。
由于不同信号源、不同频点的频率切换时间是不同的，设定的延时过小，可能读回错误的场强值导致控制规律混乱；若设置相对很大的延时，则会降低测试效率。
当前的辐射敏感度测试系统中，对于干扰场强值是否稳定主要处理方法有两种：
第一种方法是在测试程序中加大信号源输出和读取场强值之间的延时，以保证测试过程中读取的场强值一定是当前信号源输出信号所产生的稳定场强。但由于辐射敏感度测试频点非常多，且在每个频点还要进行场强大小的调整，所以测试过程中需频繁切换信号源的输出频率和功率，若每次读取场强值时都有一个较大的延时，会大大降低测试效率。
第二种方法是通过对信号源输出进行多次额外调整达到稳定场强的目的。这种方法对信号源要求较高，要求信号源功率调整过程的延时极小(延时小于或相当于软件命令执行所需时间)，若信号源功率切换延时较大，则可能产生控制规律混乱使测试无法进行，而且额外增加调整次数，也降低了测试效率。这种方法的控制系统通用性、容错性都较差。
由此可见，现有的方法处理干扰场强值是否稳定的问题时，主要存在以下缺点：
1.为保证测试过程中控制规律不产生错乱，即为保证读取的场强值一定为当前信号源输出信号所产生的稳定场强，需要在信号源控制指令后等待较长的时间，降低了测试效率。
2.现有测试方法对信号源输出切换过程延时要求较高，如果发生仪器指标下降的情况，可能使得读取的场强值不正确，导致场强控制发生混乱，测试无法正常进行。
3.现有测试方法主要针对给定系统、给定信号源来设置延时，而不同的系统控制总线、不同的信号源在进行信号源输出控制时的切换过程延时可能有较大的差别，如果更换信号源或更换控制总线，则可能产生延时过短控制错误或者延时过长降低效率的情况。
由于信号源输出状态的切换过程是场强稳定所需延时的主要原因，首先对信号源的切换过程进行研究。使用示波器对不同控制总线、不同类型信号源的切换过程进行实测分析，目前常用于辐射敏感度测试的信号源的切换过程可分为以下典型的两类：
a频率切换和功率切换同时进行，切换过程延时102ms量级。
示波器监控的时间-幅度曲线如图1所示，这类信号源的切换过程延时较长，如果测试程序中延时设置过小，测试程序中读取场强值的时间节点就会落在切换过程中，造成场强计读数不正确产生控制混乱的情况，若延时设置过大又会降低测试效率。
b频率切换和功率切换分开，频率切换延时101ms量级，功率切换延时100ms量级。
示波器监控的时间-幅度曲线如图2所示，从图2中可以看出，信号源切换过程延时相对较小，场强稳定较快。但由于信号源切换过程延时在不同频点会有变化，为保证读取场强值时的时间节点不会落在切换过程中，还是需要设置相对较大的延时。而且设置固定的延迟时间也使得测试程序不具有通用性，对于不同的信号源要进行专门的调试。
发明内容
本发明的目的在于提出一种辐射敏感度测试中判定场强是否稳定的系统，以解决现有系统在处理干扰场强值时效率低、容错率低和通用性差等问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种辐射敏感度测试中判定场强是否稳定的系统，包括计算机、信号源、频谱分析装置、定向耦合器、功率放大器、辐射天线、场强探头以及场强监测设备；其中：
计算机、信号源、定向耦合器、功率放大器以及辐射天线通过信号线依次连接；
频谱分析装置位于计算机与定向耦合器之间且通过信号线分别与二者相连；
计算机、场强监测设备以及场强探头通过信号线依次连接。
优选地，所述频谱分析装置包括频谱分析仪或具有频谱分析仪模式的EMI接收机。
本发明的另一个目的在于提出一种辐射敏感度测试中判定场强是否稳定的方法，该方法采用上述一种辐射敏感度测试中判定场强是否稳定的系统，具体方案如下：
一种辐射敏感度测试中判定场强是否稳定的方法，包括如下步骤：
a控制计算机将频率、功率、调制设置指令发送给信号源；
b控制计算机通过频谱分析装置和定向耦合器读取信号源输出信号参数，比较是否与程序设定一致；通过设置测量频段和分辨率提高频谱分析装置测量信号源输出参数的速度；
c若读取的信号源输出参数与程序设定不一致，则说明此时信号源还处于切换过程中，经过功率放大器和辐射天线产生的场强还处于切换过程中；此时程序将循环读取信号源输出参数，直到读取的信号源输出参数与程序设定一致，即信号源输出已经稳定；
d在程序判断信号源输出稳定后，再通过场强探头和场强监测设备读取受试设备附近的场强值，此时场强已经稳定，保证了测试程序顺利进行。
优选地，所述步骤b中需要保证测量时间在100ms量级。
本发明具有如下优点：
本发明公开了一种辐射敏感度测试中判定场强是否稳定的系统及方法。其中，本系统相比于目前的辐射敏感度测试系统，在硬件设备上增加了频谱分析装置和定向耦合器。借助于该系统，本方法通过直接监测信号源输出(即监测信号源输出是否与程序设定一致)来判定信号源输出切换过程是否完成，进而判断场强是否稳定，在保证程序读取正确的场强值的同时，避免了在测试程序中设置过长的延迟时间，提高了测试效率，且有助于实现测试程序与信号源、控制总线的无关性，提高了辐射敏感度测试系统软件的容错率和通用性。
附图说明
图1为第一类信号源切换过程时间-幅度曲线图；
图2为第二类信号源切换过程时间-幅度曲线图；
图3为本发明中一种辐射敏感度测试中判定场强是否稳定的系统的组成框图；
图4为本发明中一种辐射敏感度测试中判定场强是否稳定的方法的流程框图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图3所示，一种辐射敏感度测试中判定场强是否稳定的系统，包括计算机1、信号源2、频谱分析装置3、定向耦合器4、功率放大器5、辐射天线6、场强探头7及场强监测设备9。
计算机1、信号源2、定向耦合器4、功率放大器5以及辐射天线6通过信号线依次连接。
频谱分析装置3位于计算机1与定向耦合器4之间，频谱分析装置3通过一条信号线与计算机1连接，通过另一条信号线与定向耦合器4相连。
计算机1、场强监测设备9以及场强探头7通过信号线依次连接。
优选地，频谱分析装置3包括频谱分析仪或具有频谱分析仪模式的EMI接收机。
本发明系统相比于目前的辐射敏感度测试系统，在硬件设备上增加了频谱分析仪3和定向耦合器4，其它设备与目前的辐射敏感度测试系统相同。
此外，本发明还公开了一种辐射敏感度测试中判定场强是否稳定的方法，该方法基于上述一种辐射敏感度测试中判定场强是否稳定的系统。
其基本思路为在软件上增加读取信号源输出、判断信号源输出是否与程序设定一致的功能来保证信号源输出是否已经与程序设定一致，进而判定场强是否已经稳定。
结合图4所示(虚线框内为本发明不同于目前辐射敏感度测试之处)，其测试流程为：
(1)控制计算机1将频率、功率、调制等设置指令发送给信号源2；
(2)控制计算机1通过频谱分析装置3和定向耦合器4读取信号源输出信号参数，比较是否与程序设定一致；通过设置测量频段和分辨率提高频谱分析装置3测量信号源2输出参数的速度，保证测量时间在100ms量级；
例如辐射敏感度测试的频段范围在80MHz～1GHz之间，可在测试程序中将频谱分析装置测量频段按照60MHz进行分段，分辨率带宽设为500kHz；
(3)若读取的信号源2输出参数与程序设定不一致，说明信号源2还处于切换过程中，经过功率放大器5和辐射天线6产生的场强还处于切换过程中；此时程序将循环读取信号源2输出参数，直到读取的信号源2输出参数与程序设定一致，即信号源2输出已经稳定；
(4)在程序判断信号源2输出稳定后，再通过场强探头7和场强监测设备9读取受试设备8(EUT)附近的场强值，此时场强已经稳定，保证了测试程序顺利进行。
本发明方法通过判断辐射敏感度场强是否已经稳定，既能缩短程序中读取场强值前的延时来提高测试效率，也能保证读取正确的场强值以避免控制规律混乱。
针对信号源2采用第一类的情形，使用本发明方法则不会因为延时过长而降低测试效率；针对系统中信号源2采用第二类的情形，使用本发明方法也可以保证读取场强值为当前信号产生的稳定场强，而信号源的指标下降、更换系统设备等因素也不会对系统的测量产生不可测的影响，提高系统的容错率和通用性。
当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims (4)

1.一种辐射敏感度测试中判定场强是否稳定的系统，其特征在于，包括计算机、信号源、频谱分析装置、定向耦合器、功率放大器、辐射天线、场强探头以及场强监测设备；其中：
计算机、信号源、定向耦合器、功率放大器以及辐射天线通过信号线依次连接；
频谱分析装置位于计算机与定向耦合器之间且通过信号线分别与二者相连；
计算机、场强监测设备以及场强探头通过信号线依次连接。
2.根据权利要求1所述的一种辐射敏感度测试中判定场强是否稳定的系统，其特征在于，所述频谱分析装置包括频谱分析仪或具有频谱分析仪模式的EMI接收机。
3.一种辐射敏感度测试中判定场强是否稳定的方法，采用如权利要求1所述的一种辐射敏感度测试中判定场强是否稳定的系统，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
a控制计算机将频率、功率、调制设置指令发送给信号源；
b控制计算机通过频谱分析装置和定向耦合器读取信号源输出信号参数，比较是否与程序设定一致；通过设置测量频段和分辨率提高频谱分析装置测量信号源输出参数的速度；
c若读取的信号源输出参数与程序设定不一致，则说明此时信号源还处于切换过程中，经过功率放大器和辐射天线产生的场强还处于切换过程中；此时程序将循环读取信号源输出参数，直到读取的信号源输出参数与程序设定一致，即信号源输出已经稳定；
d在程序判断信号源输出稳定后，再通过场强探头和场强监测设备读取受试设备附近的场强值，此时场强已经稳定，保证了测试程序顺利进行。
4.根据权利要求3所述的一种辐射敏感度测试中判定场强是否稳定的方法，其特征在于，所述步骤b中需要保证测量时间在100ms量级。
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