CN108414840B - 一种电磁混响室插入损耗测量方法 - Google Patents

一种电磁混响室插入损耗测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电磁混响室插入损耗测量方法，其包括如下步骤：先安设电磁混响室插入损耗测量装置，将电磁混响室插入损耗测量装置的参考接收天线和发射天线置于电磁混响室内，将电磁混响室插入损耗测量装置的8个场强探头分别放置在电磁混响室有效工作区的8个顶点位置；再旋转搅拌器和调整信号发生器的发射频率，求出搅拌器完成一个完整的搅拌周期的平均输入功率、参考接收天线最大接收功率、参考接收天线平均接收功率及电磁混响室最大场强值；最后根据上述数据求出电磁混响室插入损耗IL。本发明操作简单、测量效率高。

Description

一种电磁混响室插入损耗测量方法
技术领域
本发明属于电子测量技术领域，具体涉及一种电磁混响室插入损耗测量方法。
背景技术
电磁混响室的基本工作原理就是射频能量通过一个发射天线进入电磁混响室，室内的四个墙壁、顶板、地板及搅拌器对射频能量进行反射，电磁混响室内部的电磁场就是所有反射波的叠加。由于各种反射波到达电磁混响室内某一点的幅度不同、相位不同、极化不同，而旋转搅拌器可以改变反射波传播路径的长度和反射波到达某一点的数目，从而改变电磁混响室内部电磁场的边界条件，使电磁混响室内部的电磁场变为空间均匀、各向同性、任意极化方向的场。当搅拌器旋转时，被测设备就暴露在电磁混响室中的一个按统计分布的不断变化的测试场之中，可进行辐射抗扰度性能测量。电磁混响室内任意位置能量密度的相位、幅度、极化均按某一固定的统计分布规律随机变化。插入损耗(IL)是在电磁混响室内进行测量计算时的一个参数，在辐射发射测试中，需要通过插入损耗测量数据来计算受试设备(EUT)的辐射功率。现有测量电磁混响室插入损耗的方法较复杂，测量效率低，通常需要7个工作日才能完成。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简单、测量效率高的电磁混响室插入损耗测量方法。
本发明所采用的技术方案是：
一种电磁混响室插入损耗测量方法，包括如下步骤：
步骤一、安设电磁混响室插入损耗测量装置，将电磁混响室插入损耗测量装置的参考接收天线和发射天线置于电磁混响室内，将电磁混响室插入损耗测量装置的8个场强探头分别放置在电磁混响室有效工作区的8个顶点位置；
步骤二、计算机通过IEEE488总线对信号发生器、第1功率计、第2功率计、场强仪进行控制，通过旋转搅拌器和调整信号发生器的发射频率，在搅拌器停留的每一个角度上，记录此时的信号发生器的发射频率、搅拌器角度、输入功率、参考接收天线的接收功率及 8个顶点位置场强探头同时接收到的场强值；利用上述数据求出搅拌器完成一个完整的搅拌周期的平均输入功率、参考接收天线最大接收功率、参考接收天线平均接收功率及电磁混响室最大场强值；
步骤三、当发射和接收天线为不同型号天线时，根据搅拌器完成一个完整的搅拌周期的平均输入功率、参考接收天线最大接收功率、参考接收天线平均接收功率及电磁混响室最大场强值求出电磁混响室插入损耗IL，
IL＝Emax-rec-77.25-201g(f)+G-PAVE-INP
式中，Emax-rec为搅拌器旋转一周校准空间测点最大场强值的平均值(dBμV/m)，f为信号发生器的发射频率(MHz)，G为发射天线增益(dB)，PAVE-INP为发射天线平均输入功率(dBm)；
当发射和接收天线为同型天线时，电磁混响室插入损耗IL为8个场强探头的最大接收功率与信号发生器的平均入射功率之比。
按上述方案，旋转搅拌器和调整信号发生器的发射频率的依据为：从最低可用频率fs开始，在不同的频率范围设置相应的频率间隔及搅拌器旋转步数，具体为：
频率范围 校准及测试时的旋转步数 校准时的频率点数
f<sub>s</sub>～3f<sub>s</sub> 50 20
3f<sub>s</sub>～6f<sub>s</sub> 18 15
6f<sub>s</sub>～10f<sub>s</sub> 12 10
大于10f<sub>s</sub> 12 每十倍频20
其中，fs为最低可用频率，频率间隔要求为对数间隔。
按上述方案，搅拌器在每一个旋转角度上停留的时间不少于3s。
按上述方案，所述电磁混响室插入损耗测量装置包括信号发生器、功率放大器、双定向耦合器、发射天线、计算机、第1功率计、第2功率计、场强仪、搅拌器；所述信号发生器、功率放大器、双定向耦合器、发射天线依次连接，且发射天线置于电磁混响室内；所述计算机一端输出线通过IEEE488总线与信号发生器GPIB接口、第一功率计GPIB接口、第二功率计GPIB接口、场强仪GPIB接口连接，所述场强仪的8个场强探头分别放置在电磁混响室有效工作区的8个顶点位置，所述场强仪的参考接收天线置于电磁混响室内；所述双定向耦合器分别与第2功率计、第2功率计连接；所述搅拌器置于电磁混响室内。
插入损耗测量时的空间场强值的计算步骤为：比较搅拌器在每一个旋转角度位置的场强值，得到8个测点位置的场强最大值，8个位置的最大值取平均值作为插入损耗测量时的空间场强值。
本发明的有益效果在于：
本方法操作简单、测量准确率高；
提高了工作效率，测量时间从7个工作日减少到2个工作日，降低劳动强度，减小不确定度影响因数；
8个位置场强同时实时测量，提高测量结果的一致性和可靠性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是电磁混响室插入损耗测量装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种电磁混响室插入损耗测量方法，包括如下步骤：
步骤一、安设电磁混响室插入损耗测量装置；
参见图1，电磁混响室插入损耗测量装置包括信号发生器、功率放大器、双定向耦合器、发射天线、计算机、第1功率计、第2功率计、场强仪、搅拌器；信号发生器、功率放大器、双定向耦合器、发射天线依次连接，且发射天线置于电磁混响室内；信号发生器的GPIB接口端与计算机IEEE488总线的一端连接，同时计算机的IEEE488总线端与第1 功率计的GPIB接口端连接，第2功率计GPIB接口端与计算机的IEEE488总线端连接；场强仪GPIB接口端与计算机的IEEE488总线端连接，场强仪的8个场强探头分别放置在电磁混响室的8个顶点位置，场强仪的参考接收天线置于电磁混响室内；双定向耦合器的入射功率耦合输出端与第1功率计链接、反射功率耦合输出端与第2功率计连接；搅拌器置于电磁混响室内；
步骤二、旋转搅拌器和调整信号发生器的发射频率，在搅拌器停留的每一个角度上，记录此时的信号发生器的发射频率、搅拌器角度、输入功率、参考接收天线的接收功率及 8个顶点位置场强探头同时接收到的场强值；利用上述数据求出搅拌器完成一个完整的搅拌周期的平均输入功率、参考接收天线最大接收功率、参考接收天线平均接收功率及电磁混响室最大场强值；
步骤三、发射和接收天线采用同型号天线，根据搅拌器完成一个完整的搅拌周期的平均输入功率、参考接收天线最大接收功率、参考接收天线平均接收功率及电磁混响室最大场强值求出电磁混响室插入损耗IL，
IL＝Enax_rec-77.25-201g(f)+G-PAVE-INP
式中，Emax-rec为搅拌器旋转一周校准空间测点最大场强值的平均值(dBμV/m)，f为信号发生器的发射频率(MHz)，G为发射天线增益(dB)，PAVE-INP为发射天线平均输入功率(dBm)；
当发射和接收天线为同型天线时，电磁混响室插入损耗IL为8个场强探头的最大接收功率与信号发生器的平均入射功率之比。
插入损耗测量时的空间场强值的计算步骤为：比较搅拌器在每一个旋转角度位置的场强值，得到8个测点位置的场强最大值，8个位置的场强最大值取平均值作为插入损耗测量时的空间场强值。
步骤二中，旋转搅拌器和调整信号发生器的发射频率的依据为：从最低可用频率fs开始，在不同的频率范围设置相应的频率间隔及搅拌器旋转步数，调整信号发生器频率和幅度，通过放大后输入合适的输入功率到发射天线具体为：
Figure BDA0001566880590000041
Figure BDA0001566880590000051
其中，fs为最低可用频率，频率间隔要求为对数间隔。
搅拌器要停留足够的时间(不少于3s)，保证仪器设备的响应时间、频率扫描时间及工作区内的场达到均匀、稳定。同时频率从低到高按要求扫频，每个频率点的停留时间也应足够，不少于3s。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种电磁混响室插入损耗测量方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、安设电磁混响室插入损耗测量装置，将电磁混响室插入损耗测量装置的参考接收天线和发射天线置于电磁混响室内，将电磁混响室插入损耗测量装置的8个场强探头分别放置在电磁混响室有效工作区的8个顶点位置；
步骤二、计算机通过IEEE488总线对信号发生器、第1功率计、第2功率计、场强仪进行控制，通过旋转搅拌器和调整信号发生器的发射频率，在搅拌器停留的每一个角度上，记录此时的信号发生器的发射频率、搅拌器角度、输入功率、参考接收天线的接收功率及8个顶点位置场强探头同时接收到的场强值；利用上述数据求出搅拌器完成一个完整的搅拌周期的平均输入功率、参考接收天线最大接收功率、参考接收天线平均接收功率，比较在同一频率下各个角度及各点的场强值，得到最大场强值；
步骤三、根据搅拌器完成一个完整的搅拌周期的平均输入功率、参考接收天线最大接收功率、参考接收天线平均接收功率及不同频率下电磁混响室最大场强值，求出电磁混响室插入损耗IL；
IL＝Emax-rec-77.25-20lg(f)+G-PAVE-INP
式中，Emax-rec为搅拌器旋转一周校准空间测点最大场强值的平均值(dBμV/m),f为信号发生器的发射频率(MHz),G为发射天线增益(dB)，PAVE-INP为发射天线平均输入功率(dBm)。
2.根据权利要求1所述的电磁混响室插入损耗测量方法，其特征在于：旋转搅拌器和调整信号发生器的发射频率的依据为：从最低可用频率fs开始,在不同的频率范围设置相应的频率间隔及搅拌器旋转步数，具体为：
频率范围 校准及测试时的旋转步数 校准时的频率点数 f<sub>s</sub>～3f<sub>s</sub> 50 20 3f<sub>s</sub>～6f<sub>s</sub> 18 15 6f<sub>s</sub>～10f<sub>s</sub> 12 10
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