CN110967562A

CN110967562A - 一种辐射敏感度试验场均匀域测量方法及装置

Info

Publication number: CN110967562A
Application number: CN201911182877.6A
Authority: CN
Inventors: 袁岩兴; 康宁; 张磊; 王楠; 马蔚宇; 齐万泉
Original assignee: Beijing Institute of Radio Metrology and Measurement
Current assignee: Beijing Institute of Radio Metrology and Measurement
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2020-04-07

Abstract

本申请公开了一种辐射敏感度试验场均匀域测量方法及装置。所述方法包括以下步骤：将电场传感器布置在第1个测试点；向所述电场传感器输入测试信号，直到所述电场传感器显示场强等于指定场强；保持所述信号频率不变，依次将所述电场传感器布置在第1个测试点四周的第2至N个测试点；计算所述电场传感器在所述第2至N个测试点显示的场强与所述指定场强的差值；调整所述第2至N个测试点与所述第1个测试点的间距，重复前述步骤，直到所述差值小于或等于指定差值。所述装置包括信号源、功率放大器、天线、电场感应单元、金属接地平板。本申请实现准确测量和确定符合均匀域要求的辐射敏感度试验场。

Description

一种辐射敏感度试验场均匀域测量方法及装置

技术领域

本申请涉及辐射敏感度试验领域，尤其涉及一种辐射敏感度试验场均匀域测量方法及装置。

背景技术

为了使得辐射敏感度试验结果更准确可靠，分析试验结果的影响因素，包括试验设备、试验配置、场分布等，其中试验区域内的场均匀域会对辐射敏感度试验结果产生较大的影响。现行的辐射敏感度试验有GB17626.3-2016和GJB151-2013B标准中给出的方法，试验方法中仅对试验场地中有关屏蔽室和射频吸波材料敷设和吸波材料性能的部分提出了要求，但影响试验场区域内均匀域的因素有许多，如暗室的大小与形状、暗室内金属接地平台的大小与高度、接地平台在暗室内的位置、金属接地带连接方式、吸波材料类型、尺寸和敷设方式等，都会对均匀域产生影响。同时，此种方法只能对试验场的均匀域是否均匀给出评价结论，无法通过试验测量出一符合均匀域要求的辐射敏感度试验场。

因此，对于辐射敏感度试验，急需解决的问题就是：如何在最大程度降低诸多因素对试验区域内场均匀域的影响，并通过试验测量出符合均匀域要求的辐射敏感度试验场，提高辐射敏感度试验的准确性和一致性。

发明内容

为实现准确测量和确定符合均匀域要求的辐射敏感度试验场，本申请提出辐射敏感度试验场均匀域测量方法及装置。

本申请实施例提供一种辐射敏感度试验场均匀域测量方法，包括以下步骤：

将电场传感器布置在第1个测试点；

向所述电场传感器输入测试信号，调整所述信号输出功率，直到所述电场传感器显示的场强等于指定场强；

保持所述信号频率和所述功率不变，依次将所述电场传感器布置在第1个测试点四周的第2至N个测试点；

计算所述电场传感器在所述第2至N个测试点显示的场强与所述指定场强的差值；

调整所述第2至N个测试点与所述第1个测试点的间距，重复前述步骤，直到所述差值小于或等于指定差值。

作为本申请进一步优化的实施例，还包括以下步骤：

确定所述均匀域为一垂直平面区域，所述N个测试点均匀分布在所述平面区域上。

作为本申请进一步优化的实施例，还包括以下步骤：

判断所述信号频率范围；

当所述信号频率大于等于10kHz且小于30MHz时，在垂直极化方向上测试；

当所述信号频率大于等于30MHz时，在水平极化和垂直极化两个方向上测试，在水平极化和垂直极化上都满足所述差值小于或等于指定差值的条件。

作为本申请进一步优化的实施例，还包括以下步骤：

改变所述输入测试信号频率。

作为本申请进一步优化的实施例，所述指定差值为±3dB。

作为本申请进一步优化的实施例，所述调整为扩大或缩小。

本申请实施例还提供一种辐射敏感度试验场均匀域测量装置，用于本申请任意一项实施例所述方法，包括信号源、功率放大器、天线、电场感应单元、金属接地平板；

所述均匀域，位于所述金属接地平板上方，是一垂直平面区域；

所述信号源，用于将测试信号输出至所述功率放大器；

所述功率放大器，用于将所述测试信号放大输出至所述天线；

所述天线，与所述均匀域之间为指定距离，用于将所述天线的信号输出至所述电场感应单元；

所述电场感应单元包括电场传感器，所述电场传感器放置在所述均匀域中，用于测试场强。

作为本申请进一步优化的实施例，所述电场感应单元还包括电场探头；

所述电场探头，用于读取所述电场传感器的场强数值。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：通过本方法在最大程度上降低包括金属测试桌在内的诸多因素对试验区域内场均匀域的影响，并在试验场地上不铺设吸波材料的情况下，通过调整测量点间距确定和测量出符合均匀域要求的辐射敏感度试验场。本发明的技术方案和现有技术相比，能使测试点的位置数量减少，可测试的面积范围更大。本发明的方法能够用于评价辐射敏感度试验场内设施条件、性能变化对场均匀域的影响。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中场均匀域试验系统的示意图；

图2为现有技术中场均匀域试验系统中测量点设置的示意图；

图3为本申请测量方法的实施例流程图；

图4为本申请测量方法的第二实施例流程图；

图5为本申请测量方法的第三实施例流程图；

图6为本申请测量方法的第四实施例流程图；

图7为本申请测量装置的实施例正视图示意图；

图8为本申请测量装置的实施例部分侧视图示意图；

图9为本申请测量装置中测量点放置位置示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

图1为现有技术中场均匀域试验系统的示意图。

在GB17626.3-2016《电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验》标准中，均匀域是一个场的的垂直平面，在该平面中场的变化足够小。在评价过程中，要求测试装置和设备有产生这样的一个场的能力。被测设备(EUT)及其连接电缆在该区域内被充分地照射。在试验布置中，应把EUT被照射的面与该均匀面重合起来。试验频率范围为30MHz～18GHz，频率步进1％，对于每个选定的频率，假如均匀域中有16个测量位置，其中有12个位置处的场强变化不超过0dB～6dB，则认为场是均匀的。

在民用标准的测试中，辐射敏感度试验区域布置在转台位置上方，转台在场地的中间位置；试验区内的转台桌体使用木质材料，或使用介电常数更低的聚苯乙烯泡沫。测试距离一般为3米、5米、10米或30米。发射天线与试验区域之间的地面上铺设射频吸波材料。

在军用标准中，试验系统也类似，与民用标准主要区别体现在：

试验区域在场地中的位置不同。军标辐射敏感度试验区域一般布置在靠暗室某一墙壁旁边。

试验区域内测试桌材质不同。军标辐射敏感度试验时，被测件多数是放置于金属接地平台上进行测试。金属测试桌与木质测试桌或泡沫测试桌相比，其对试验区域内场均匀域的影响更大，进而对试验结果的影响更大。

发射天线与试验区域之间的测试距离不同。军标辐射敏感度试验的测试距离要求是1米或更远，在该要求下某些频率处的测试是在近场条件下进行的，而近场条件下场的分布和影响分析更加复杂。

发射天线与试验区域之间地面的材质不同。在开阔试验场或半电波暗室内进行军标辐射敏感度试验时，不要求在试验场地地面上铺设吸波材料，因此需要考虑金属材质地面对试验区域内场均匀域的影响。

图2为现有技术中场均匀域试验系统中测量点设置的示意图。

按照GB/T 17626.3-2016的要求，所述均匀域中的测量点设置在转台之上0.8m～2.3m高度范围内1.5m×1.5m的垂直平面上，以0.5m步进在16个位置处。本发明的方法，能使测试点的位置数量减少，可测试的面积范围更大。

图3为本申请测量方法的实施例流程图。

步骤100、将电场传感器布置在第1个测试点；

所述电场传感器可以接收信号，并显示第1个测试点所在位置接收到的所述信号频率对应的场强。

步骤200、向所述电场传感器输入测试信号，调整所述信号输出功率，直到所述电场传感器显示的场强等于指定场强；

根据试验所需的信号频率确定测试信号频率，向所述电场传感器输入测试信号，直到所述电场传感器显示的场强等于指定场强。

例如，根据试验所需的信号频率确定测试信号频率为10kHz，即10kHz作为第1个测试信号频率点，逐渐增加所述信号输出功率，直到所述电场传感器显示的场强等于指定场强20V/m，记录此时的所述输出功率P。

步骤300、保持所述信号频率和所述功率不变，依次将所述电场传感器布置在第1个测试点四周的第2至N个测试点；

保持所述信号频率和所述功率不变，依次将所述电场传感器布置于第1个测试点四周的第2至N个测试点，N个测试点以第1个测试点为中心，成纵向、横向直线排列，两方向上相邻测试点间距相等。

N的最小数量为9个。

当所述N个测试点均匀分布在一平面区域上时，所述N个测试点中任意相邻三个测试点围成的三角形为最小三角形，且面积都相同。

例如，共有N＝9个测试点位置，呈3行×3列排列，第1个测试点位于正中央，其他8个测试点均匀分布在第1个测试点周围，呈纵向、横向直线排列，两直线上相邻测试点间距相等。保持所述信号频率为10kHz和所述功率P不变，依次将所述电场传感器布置于第1个测试点四周的第2至9个测试点。

步骤400、计算所述电场传感器在所述第2至N个测试点显示的场强与所述指定场强的差值；

依次记录电场传感器布置于第1个测试点至第N个测试点时显示的场强，并计算与所述指定场强的差值。

例如：依次记录电场传感器布置于第1个测试点至第9测试点时显示的场强，并计算与所述指定场强20V/m的差值。

步骤500、调整所述第2至N个测试点与所述第1个测试点的间距，重复步骤100至步骤400，直到所述差值小于或等于指定差值。

如果所述差值大于指定差值，则缩小所述第2至N个测试点与所述第1个测试点的间距；也就是说，缩小第1至N个测试点所构成的阵列的总高度和或总宽度；

如果所述电场传感器在所述第2至N个测试点显示的场强与所述指定场强的差值小于指定差值，则扩大所述第2至N个测试点与所述第1个测试点的间距；也就是说，扩大第1至N个测试点所构成的阵列的总高度和或总宽度。

需要说明的是，当扩大所述第2至N个测试点与所述第1个测试点的间距时，使所述差值趋近于所述指定差值，能够获得尽可能大的场均匀区域。

优选地，所述指定差值为±3dB。

例如：所述电场传感器在所述第2个测试点显示的场强为与所述指定场强的差值为5dB，大于所述指定差值±3dB，则第1个测试点位置不变，整体缩小第2至9个测试点与所述第1个测试点的间距，即在横向和纵向每两个点之间的距离减小5cm后，再进行测量，直至所述第2至9个测试点显示的场强与所述指定场强的差值在±3dB以内。

图4为本申请测量方法的第二实施例流程图。

本实施例包含步骤000、100、200、300、400和500。

在第一实施例的步骤100之前增加步骤000：确定所述均匀域为一垂直平面区域，所述N个测试点均匀分布在所述平面区域上。

所述均匀域是一个的垂直于试验场地地面的平面区域，N个测试点以第1个测试点为中心，成纵向、横向直线排列，两方向上相邻测试点间距相等。

例如，共有9个测试点位置，呈3行×3列排列，第1个测试点位于正中央，其他8个测试点均匀分布在第1个测试点周围，纵向、横向两方向，每个方向内相邻测试点间距相等。

图5为本申请测量方法的第三实施例流程图。

本实施例包含步骤100、200、300、400、500和600。

在第一实施例的步骤200后增加步骤600：判断所述信号频率范围；

在步骤200后确定测试信号频率不变，判断所述信号频率与10kHz、30MHz的关系。

例如，所述信号频率为1MHz频率范围内，只在垂直极化方向上进行测试；

当所述信号频率大于等于30MHz时，在水平极化和垂直极化两个方向上测试。

例如，所述信号频率为35MHz，在垂直极化方向上测试后，更换所述天线极化为水平极化方向，重复步骤200至步骤500。

图6为本申请测量方法的第四实施例流程图。

本实施例包含步骤100、200、300、400、500和700。在第一实施例的步骤500后增加步骤700：改变所述输入测试信号频率。

在步骤500后增加步骤700改变所述输入测试信号频率，重复步骤200至步骤500。所述测试信号频率改变幅度为当前测试信号频率的指定百分比。

例如，所述测试信号频率改变幅度为当前测试信号频率的1％，且为增量。当前测试信号频率为1MHz，下一测试信号频率为1.01MHz，重复按照步骤200至步骤500进行测试。

需要说明的是，在第一实施例基础上，本申请还包含步骤000、600、700至少一个步骤。

图7为本申请测量装置的实施例正视图示意图，包括信号源10、功率放大器20、天线30、电场感应单元40、金属接地平板50、均匀域60；

所述均匀域60，位于所述金属接地平板50上方，是一垂直平面；

所述金属接地平板50平行于试验地面，距离所述试验地面指定距离，所述均匀域60是位于所述金属接地平板50上方的垂直平面区域，垂直于所述金属接地平板(简称平板)50，也垂直于试验地面。

例如，所述金属接地平板距离试验地面指定距离为80cm至90cm，且为平行于试验地面的铜制或铝制平板。

所述信号源10，用于将测试信号输出至所述功率放大器20；

所述功率放大器20，用于将所述测试信号放大输出至所述天线30；

所述功率放大器20，用于将信号源10输出的测试信号放大，再输出至所述天线30。

所述天线30，与所述均匀域60之间为指定距离，用于将所述天线30的信号输出至所述电场感应单元40；

所述天线30与所述均匀域60的中心位置高度一致。

所述第1至N个测试点构成的阵列的中心位置，与所述天线的连线，垂直于所述第1至N个测试点构成的平面。例如，当N＝9时，天线与第1个测试点的连线与所述场均匀面垂直，也就是说，天线与第1个测试时点的连线，与第1至9测试点构成的平面垂直。

例如，所述天线30，与所述均匀域60的中心位置之间的指定距离为1米。

所述电场感应单元40包括电场传感器，所述电场传感器放置在所述均匀域60中，用于测试场强。

优选的，所述电场感应单元40还包括电场探头；

所述电场探头，用于读取所述电场传感器的场强数值。

所述电场探头，在驻留时间内读取所述电场传感器的场强数值。

例如，所述电场探头，在1秒的驻留时间内读取所述电场传感器的场强数值。

优选地，所述测量装置在微波暗室内。

图8为本申请测量装置的实施例部分侧视图示意图，所述均匀域长度为第一数值、宽度为第二数值；

所述均匀域60为位于所述平板50上方且垂直于所述平板50的平面，所述均匀域长为第一数值、宽为第二数值；

所述平板50的表平面与所述均匀域60底部的垂直距离为第三数值；

例如，所述平板50与所述均匀域60底部在垂直方向上距离即第三数值为30cm，大于等于第三数值的设定最小值。例如，第三数值的设定最小值为30cm。

所述平板50边沿与所述均匀域60底部的水平距离为第四数值。

例如，所述平板50边沿与所述均匀域60底部在水平方向上距离即第四数值为10cm，大于等于第四数值的设定最小值。

例如，第四数值的设定最小值为10cm。

因此，本发明方法的步骤还包含，调整平板的位置，重复第一实施例和或步骤000～700中的任意步骤，使以下条件全部被满足：

第三数值为第一设定值，所述第一设定值大于或等于第三数值的设定最小值；第四数值为第二设定值，所述第二设定值大于或等于第四数值的设定最小值；所述差值小于或等于所述指定差值。

图9为本申请测量装置中测量点放置位置示意图，所述均匀域60包含均匀分布的N个测试点61,…,6N。

所述均匀域60是一个的垂直于试验场地地面的平面区域，第1至N个测试点61,…,6N以第1个测试点61为中心，呈纵向、横向直线均匀排列，纵向、横向方向上，每个方向内相邻测试点间距相等。所述均匀域60的顶端及边线上均分布有测试点。

例如，共有9个测试点位置，呈3行×3列排列，第1个测试点61位于正中央，第2至8个测试点62,…68均匀分布在第1个测试点61周围，即分布在均匀域的顶端及边线上，横向、纵向方向上，每个方向内相邻测试点间距相等。

在本发明方案的最佳实施例中，电场传感器或接收天线位于A、B、C、D、E、F、G、H和I共9个位置处，呈3行3列均匀排列，排列总宽度为l，排列总高度为h，E点处于中心(第1个测试点)；均匀域位于金属接地平台上方30厘米，均匀域距离金属接地平台前边沿10厘米，发射天线距离E点1米。在10kHz～30MHz频率范围内，只在垂直极化方向上进行测试；在30MHz频率以上，在水平极化和垂直极化两个方向上进行测试，确保整个12个点中场强变化在±3dB以内，如果场强变化超过±3dB，通过缩小l值和h值再进行测量，直至场强变化在±3dB以内。

本申请的方案，适用于GJB151-2013B标准规定的测试场地范围。在现行的辐射敏感度试验GJB151-2013B标准中，仅对试验场地中有关屏蔽室和射频吸波材料敷设范围、吸波材料性能的部分提出了要求。

本申请的方案，还适用于其他配置方式的测试场地范围。除屏蔽室和射频吸波材料敷设范围、吸波材料性能之外，影响试验区域内场均匀域的因素有许多，如暗室的大小与形状、暗室内金属接地平台的大小与高度、接地平台在暗室内的位置、金属接地带连接方式、吸波材料类型、尺寸和敷设方式等，而辐射敏感度试验场均匀域目前缺乏评价方法。本申请方案动态地确定场均匀域大小，能够用来评价以上各方面设施条件、性能变化对场均匀域的影响。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims

1.一种辐射敏感度试验场均匀域测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

将电场传感器布置在第1个测试点；

2.如权利要求1所述的一种辐射敏感度试验场均匀域测量方法，其特征在于，还包括以下步骤：

3.如权利要求1或2所述的一种辐射敏感度试验场均匀域测量方法，其特征在于，还包括以下步骤：

判断所述信号频率范围；

4.如权利要求1至3所述的一种辐射敏感度试验场均匀域测量方法，其特征在于，还包括以下步骤：

改变所述输入测试信号频率。

5.如权利要求1所述的一种辐射敏感度试验场均匀域测量方法，其特征在于：所述指定差值为±3dB。

6.如权利要求1所述的一种辐射敏感度试验场均匀域测量方法，其特征在于：

所述调整为扩大或缩小。

7.一种辐射敏感度试验场均匀域测量装置，用于实现权利要求1至6任一项所述的辐射敏感度试验场均匀域测量方法，包括信号源、功率放大器、天线，其特征在于：还包括电场感应单元，金属接地平板；

所述信号源，用于将测试信号输出至所述功率放大器；

8.如权利要求7所述的一种辐射敏感度试验场均匀域测量装置，其特征在于：所述电场感应单元还包括电场探头；

所述电场探头，用于读取所述电场传感器的场强数值。

9.如权利要求7所述的一种辐射敏感度试验场均匀域测量装置，其特征在于：

所述平板的表平面与所述均匀域底部的垂直距离的设定最小值为30cm。

10.如权利要求7所述的一种辐射敏感度试验场均匀域测量装置，其特征在于：

所述平板边沿与所述均匀域底部的水平距离的设定最小值为10cm。