CN112798874A - 一种电场辐射敏感度改进测试方法和系统 - Google Patents

一种电场辐射敏感度改进测试方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开本发明提供一种电场辐射敏感度改进测试方法和系统，解决现有方法和系统测试效率低和测试成本高的问题。所述方法，包含：根据受试设备的尺寸和测试距离计算E面测试范围和H面测试范围，根据发射天线波束宽度和测试距离计算E面步进和H面步进；选定测试初始位置，按照先沿E面再沿H面或者先沿H面再沿E面调节发射天线的位置，使得发射天线移动范围覆盖所述E面测试范围和H面测试范围，且每个测试位置都与所述受试设备的距离保持为所述测试距离；在所述每个测试位置，通过所述发射天线向所述受试设备辐射信号，测量受试设备处的电场强度。所述系统使用所述方法。本发明实现了大尺寸EUT单天线等效测试。

Description

一种电场辐射敏感度改进测试方法和系统
技术领域
本发明涉及电磁场测试领域，尤其涉及一种电场辐射敏感度改进测试方法和系统。
背景技术
GJB151B中的RS103项目名称是10kHz～40GHz电场辐射敏感度，试验目的是为了检验受试设备(EUT)通过外壳和连接电缆感应外界辐射电场的承受能力，以确保在各种电磁场中工作的设备不降低性能。根据GJB151B的要求，当发射频率大于200MHz时，天线的3dB波束覆盖范围已经非常小了，对于大尺寸EUT，需要多位置重复测量。现有的GJB151B中RS103电场辐射敏感度的测试方法中，对于大尺寸的EUT，单个发射天线的3dB波束宽度宽度无法覆盖标准要求覆盖的区域时，需要多天线法进行测试，测试过程需同时使用多个天线，系统复杂，测试效率低。
发明内容
本发明提供一种电场辐射敏感度测试方法和系统，解决现有方法和系统测试效率低和测试成本高的问题。
为解决上述问题，本发明是这样实现的：
本发明实施例提出一种电场辐射敏感度改进测试方法，用于GJB161B中RS103项目，包含以下步骤：根据受试设备的尺寸和测试距离计算E面测试范围和H面测试范围，根据发射天线波束宽度和测试距离计算E面步进和H面步进，所述测试距离为预设的发射天线与受试设备之间的距离，所述E面步进为沿发射天线E面的最小移动距离，所述H面步进为沿发射天线H面的最小移动距离；选定测试初始位置，按照先沿E面再沿H面或者先沿H面再沿E面调节发射天线的位置，使得发射天线移动范围覆盖所述E面测试范围和H面测试范围，且每个测试位置都与所述受试设备的距离保持为所述测试距离，沿E面调节发射天线位置的调节步进为所述E面步进，沿H面调节发射天线位置的调节步进为所述H面步进；在所述每个测试位置，通过所述发射天线向所述受试设备辐射信号，测量受试设备处的电场强度。
优选地，所述E面测试范围为所述受试设备的全尺寸辐照，所述H面测试范围为所述受试设备的全尺寸辐照。
优选地，所述E面步进大于等于
Figure BDA0002853696820000021
所述H面步进大于等于
Figure BDA0002853696820000022
其中，L为所述测试距离，θE为发射天线的E面3dB波束宽度，θH为发射天线的H面3dB波束宽度。
优选地，若测试频率大于等于10k且小于200MHz，所述受试设备尺寸大于3米；若测试频率大于等于200MHz且小于1GHz时，所述受试设备壳体的整个宽度及其端接电缆的首个35cm线段大于发射天线的3dB波束宽度；当测试频率大于等于1GHz时，所述受试设备壳体的整个宽度及其端接电缆的首个7cm线段大于发射天线的3dB波束宽度。
优选地，所述测试距离为1m。
优选地，所述发射天线的频率大于等于200MHz。
本发明实施例还提供一种电场辐射敏感度改进测试系统，使用所述方法，包含：受试设备，导轨，天线架，发射天线，电场传感器测量设备；所述发射天线，安装在所述天线架上，可沿天线架方向移动，所述发射天线用于向所述受试设备辐射信号；所述天线架安装在所述导轨上，可沿导轨的轨道移动，所述天线架与所述导轨垂直放置，所述导轨与所述受试设备间的距离为测试距离；若所述导轨沿所述发射天线E面放置，则导轨尺寸大于等于E面测试范围，天线架尺寸大于等于H面测试范围，若所述导轨沿所述发射天线H面放置，则导轨尺寸大于等于H面测试范围，天线架尺寸大于等于E面测试范围；所述受试设备，用于接收所述发射天线辐射的信号；所述电场传感器测量设备，用于计算所述受试设备输出的电场强度。
优选地，所述系统还包含：信号源，射频放大器，激励和监测设备；所述信号源，用于输出设定频率的测试信号；所述射频放大器，用于接收所述测试信号，放大后发送给所述发射天线；所述激励和监测设备，用于接收所述受试设备输出的电场强度，进行信号强度监测。
优选地，所述导轨为圆周或直线型导轨。
本发明有益效果包括：本发明可以提高RS103的测试效率，对于大尺寸受试设备，可以通过调节E面步进和H面步进实现EUT的横向和纵向全辐照，保证了EUT的全范围电场辐照，对于大尺寸的EUT，不仅可以节约试验时间，还可以保证EUT的全范围电场辐照，保证了EUT的电磁兼容试验性能。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1(a)为现有技术实施例的RS103项目试验配置；
图1(b)为现有技术实施例的测试边界多天线布置；
图1(c)为现有技术实施例的测试频率多天线布置；
图2(a)为电场辐射敏感度改进测试方法实施例的方法流程；
图2(b)为电场辐射敏感度改进测试方法实施例的发射天线移动顺序；
图3为一种电场辐射敏感度改进测试系统实施例。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明创新点如下：本发明设计一种GJB151B中RS103电场辐射敏感度试验发射天线3dB波束宽度的拓宽等效方法，通过移动发射天线的位置，等效多个天线测试，针对RS103的大尺寸EUT实现电场辐射测试。GJB151B中RS103电场辐射敏感度项目中对大尺寸被测件测试测试时需要多天线多位置测量，此方法时为了保证被测件的全方位辐照，采用本文中的方式可以提高测试效率节约成本。
以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
图1(a)为现有技术实施例的RS103项目试验配置，图1(b)为现有技术实施例的测试边界多天线布置，图1(c)为现有技术实施例的测试频率多天线布置，提供了一种GJB151B中RS103电场辐射敏感度试验的现有测试方法原理。
RS103项目的测试系统主要由全电波暗室、射频信号源、射频功率放大器、定向耦合器、功率探头、功率计、射频线缆及发射天线构成。
图1(a)给出了RS103项目的试验配置，RS103项目测试时，发射天线放置于测试场地的中央，发射天线与EUT距离1m，信号源将信号送至射频放大器后经发射天线对外辐射，产生期望的场强用于对EUT施加干扰，电场传感器放置于天线的中心线上，通过线缆或光钎，将测得的场强大小送至电场传感器显示设备中，从而得到具体的场强大小。
为了保证EUT全方位受到电场的辐照，GJB151B中对发射天线的位置做出了具体的要求：发射天线的位置，天线应按下述要求离测试配置边界1m或更远处。
当发射的场强频段在10kHz～200MHz时，
第一，当测试配置边界≤3m，天线放在测试配置边界边缘的中心线上，该边界包括GJB151B中要求的所有EUT壳体及2m长暴露的电源线和互连线，如果在平台实际安装中互连线短于2m，也可接受。
第二，当测试配置边界＞3m，如图1(b)所示，间隔使用多个天线位置(N个天线)，天线的位置数(N)用边界宽度(单位：m)除以3并进位取整。
当发射的场强频段在200MHz以上时，可能需要较多的天线位置数，如图1(c)所示，按如下确定天线位置数(N)：
第一，对200MHz～1GHz，应以足够数量的位置放置天线，以使每个EUT分机壳体的整个宽度和靠近EUT端接的350mm的电缆和电线在天线3dB波束宽度以内；
第二，对1GHz以上，应以足够数量的位置放置天线，以使每个EUT分体壳体的整个宽度和靠近EUT端接的70mm的电缆和电线在天线3dB波束宽度以内。
从图1(b)和图1(c)可以看到，GJB151B明确规定了多天线布置的方法。多天线法的核心就是为了保证EUT在发射天线的3dB波束宽度覆盖范围之内。
在发射天线距离受试设备1m距离处，不同天线的3dB波瓣宽度天线对应不同的覆盖范围：80MHz～1GHz发射天线使用对周天线，其3dB波束宽度为60度，对应的覆盖范围为1.16m；1GHz～18GHz发射天线使用喇叭天线，3dB波束宽度为25度，对应的覆盖范围为0.44m；18GHz～40GHz发射天线使用喇叭天线，3dB波束宽度为10度，对应的覆盖范围为0.17m。
根据GJB151B的要求，当发射频率大于200MHz时，天线的3dB波束覆盖范围已经非常小了，对于大尺寸EUT，需要多位置重复测量。现有的GJB151B中RS103电场辐射敏感度的测试方法中，对于大尺寸的EUT，单个发射天线的3dB波束宽度宽度无法覆盖标准要求覆盖的区域时，需要多天线法进行测试。
图2(a)为电场辐射敏感度改进测试方法实施例的方法流程，图2(b)为电场辐射敏感度改进测试方法实施例的发射天线移动顺序，作为本发明实施例，一种电场辐射敏感度改进测试方法，具体包含以下步骤：
步骤101，根据受试设备的尺寸和测试距离计算E面测试范围和H面测试范围，根据发射天线波束宽度和测试距离计算E面步进和H面步进。
在步骤101中，所述测试距离为预设的发射天线与受试设备之间的距离，所述E面步进为沿发射天线E面的最小移动距离，所述H面步进为沿发射天线H面的最小移动距离。
在步骤101中，所述E面测试范围为所述受试设备的全尺寸辐照，所述H面测试范围为所述受试设备的全尺寸辐照。
在步骤101中，所述E面步进大于等于
Figure BDA0002853696820000061
所述H面步进大于等于
Figure BDA0002853696820000062
其中，L为所述测试距离，θE为发射天线的E面3dB波束宽度，θH为发射天线的H面3dB波束宽度。
在步骤101中，所述测试距离为1m，所述发射天线的频率大于等于200MHz。
需要说明的是，所述测试距离是指发射天线中心与受试设备边界之间的距离。
步骤102，选定测试初始位置，按照先沿E面再沿H面或者先沿H面再沿E面调节发射天线的位置，使得发射天线移动范围覆盖所述E面测试范围和H面测试范围，且每个测试位置都与所述受试设备的距离保持为所述测试距离，沿E面调节发射天线位置的调节步进为所述E面步进，沿H面调节发射天线位置的调节步进为所述H面步进。
在步骤102中，可以使用导轨和天线架保证发射天线沿E面和H面移动，根据受试设备尺寸不同，为保证每个测试位置都与所述受试设备的距离保持为所述测试距离，导轨可以是圆周型或直线型。
在步骤102中，初始位置可以是E面或H面测试范围的边界位置，也可以是其他位置，这里不做特别限定。
需要说明的是，还可以按照任意的位置进行移动发射天线，只要确保所有测试位置能覆盖所述E面测试范围和H面测试范围。
例如，将发射天线放置在导轨上的可调节天线架上，根据EUT的尺寸选择圆形导轨或者直线导轨，调整导轨上发射天线的位置，使得发射天线距离EUT始终保持1m的距离；根据EUT尺寸和发射天线3dB波束覆盖范围计算发射天线需要在导轨上步进的距离，然后按照3dB波束覆盖的范围作为导轨移动的步进长度；根据EUT的高度计算垂直方向天线架的移动距离，实现纵向的EUT辐照全覆盖；控制导轨开始移动，首先实现EUT横向长度的辐照覆盖，然后导轨固定后，再升降天线架，实现EUT的纵向辐照。
需要说明的是，可以现在纵向移动发射天线，也可现在横向移动发射天线，这里不做特别限定。
本发明实施例中纵向指的是发射天线H面，横向指的是发射天线E面，也可以是纵向指的是发射天线E面，横向指的是发射天线H面，这里不做特别限定。
图2(b)给出了发射天线的一种移动顺序，将发射天线的E面3dB波束宽度和H面3dB波束宽度的覆盖范围对应到EUT的照射区域后，EUT分解为多个辐照区域。
发射天线首先在序号为圈1的E面按照从右至左的顺序移动，再在序号为2的H面从下至上移动，然后按照序号从圈3到圈N的顺序，在H面进行移动。
需要说明的是，发射天线的移动顺序还可以是除图2(b)以外的其他顺序，只要确保发射天线移动范围覆盖所述E面测试范围和H面测试范围，这里的覆盖E面测试范围和H面测试范围是指覆盖E面和H面组成的空间范围，在发射天线上的投影是一个矩形区域。
本发明尤其适用于大尺寸受试设备的测量，当测试频率大于等于10kHz且小于200MHz时，被测件(所述受试设备)尺寸大于3米即为大尺寸被测件；当测试频率大于等于200MHz且小于1GHz时，被测件壳体的整个宽度及其端接电缆的首个35cm线段大于天线的3dB波束宽度即为大尺寸被测件；当测试频段大于等于1GHz时，被测件壳体的整个宽度及其端接电缆的首个7cm线段大于天线的3dB波束宽度即为大尺寸被测件。
步骤103，所述每个测试位置，通过所述发射天线向所述受试设备辐射信号，测量受试设备处的电场强度。
步骤103中测试电场强度的方法不做具体说明，可以直接记录电场强度后给出受试设备的测试结果。
本发明实施例提供一种拓宽等效测试方法，可用于GJB151B中RS103的大尺寸EUT测试，通过使用本发明的方法，可对EUT整体进行精确的辐照，提高了试验效率，保证了EUT的试验效果。
图3为一种电场辐射敏感度改进测试系统实施例，使用本发明方法，作为本发明实施例，一种电场辐射敏感度改进测试系统，包含：受试设备1，导轨2，天线架3(图3未画出)，发射天线4，电场传感器测量设备5，信号源6，射频放大器7，激励和监测设备8。
所述发射天线，安装在所述天线架上，可沿天线架方向移动，所述发射天线用于向所述受试设备辐射信号；所述天线架安装在所述导轨上，可沿导轨的轨道移动，所述天线架与所述导轨垂直放置，所述导轨与所述受试设备间的距离为测试距离；若所述导轨沿所述发射天线E面放置，则导轨尺寸大于等于E面测试范围，天线架尺寸大于等于H面测试范围，若所述导轨沿所述发射天线H面放置，则导轨尺寸大于等于H面测试范围，天线架尺寸大于等于E面测试范围；所述受试设备，用于接收所述发射天线辐射的信号；所述电场传感器测量设备，用于计算所述受试设备输出的电场强度。
所述信号源，用于输出设定频率的测试信号；所述射频放大器，用于接收所述测试信号，放大后发送给所述发射天线；所述激励和监测设备，用于接收所述受试设备输出的电场强度，进行信号强度监测。
使用时，将发射天线放置在导轨上，根据发射天线的3dB波束覆盖范围和EUT的尺寸，移动导轨，保证EUT被3dB波束宽度全覆盖。导轨的步进可调，为了保证测试的便利性，导轨上架设可调节高度的天线架，为了适应各种高度的EUT，实现EUT的长度和高度的全覆盖。通过将发射天线置于导轨上的可升降天线架上，发射天线在导轨上实现上下和左右的精确二维扫描，实现照射区域的全覆盖。
需要说明的是，导轨的形状可以为圆周型或直线型，也可以为其他形状，这里不做特别限定。
还需说明的是，导轨可以是沿发射天线E面放置的，也可以是沿发射天线H面放置的，相应地，天线架沿发射天线H放置或沿发射天线E面放置。
使用本发明中的发射天线3dB波束宽度的拓宽等效方法，通过导轨的方式，将发射天线架在导轨上，相当于等效拓展了3dB波束宽度，使得发射天线的覆盖范围拓宽。
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。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种电场辐射敏感度测试改进方法，用于GJB161B中RS103项目，其特征在于，包含以下步骤：
根据受试设备的尺寸和测试距离计算E面测试范围和H面测试范围，根据发射天线波束宽度和测试距离计算E面步进和H面步进，所述测试距离为预设的发射天线与受试设备之间的距离，所述E面步进为沿发射天线E面的最小移动距离，所述H面步进为沿发射天线H面的最小移动距离；
选定测试初始位置，按照先沿E面再沿H面或者先沿H面再沿E面调节发射天线的位置，使得发射天线移动范围覆盖所述E面测试范围和H面测试范围，且每个测试位置都与所述受试设备的距离保持为所述测试距离，沿E面调节发射天线位置的调节步进为所述E面步进，沿H面调节发射天线位置的调节步进为所述H面步进；
在所述每个测试位置，通过所述发射天线向所述受试设备辐射信号，测量受试设备处的电场强度。
2.如权利要求1所述的电场辐射敏感度测试改进方法，其特征在于，所述E面测试范围为所述受试设备的全尺寸辐照，所述H面测试范围为所述受试设备的全尺寸辐照。
3.如权利要求1所述的电场辐射敏感度测试改进方法，其特征在于，所述E面步进大于等于
Figure FDA0002853696810000011
所述H面步进大于等于
Figure FDA0002853696810000012
其中，L为所述测试距离，θE为发射天线的E面3dB波束宽度，θH为发射天线的H面3dB波束宽度。
4.如权利要求1所述的电场辐射敏感度改进测试方法，其特征在于，所述受试设备的尺寸满足：若测试频率大于等于10k且小于200MHz，所述受试设备尺寸大于3米；若测试频率大于等于200MHz且小于1GHz时，所述受试设备壳体的整个宽度及其端接电缆的首个35cm线段大于发射天线的3dB波束宽度；当测试频率大于等于1GHz时，所述受试设备壳体的整个宽度及其端接电缆的首个7cm线段大于发射天线的3dB波束宽度。
5.如权利要求1所述的电场辐射敏感度改进测试方法，其特征在于，所述测试距离为1m。
6.如权利要求1所述的电场辐射敏感度改进测试方法，其特征在于，所述发射天线的频率大于等于200MHz。
7.一种电场辐射敏感度改进测试系统，使用权利要求1～6任一项所述方法，其特征在于，包含：受试设备，导轨，天线架，发射天线，电场传感器测量设备；
所述发射天线，安装在所述天线架上，可沿天线架方向移动，所述发射天线用于向所述受试设备辐射信号；
所述天线架安装在所述导轨上，可沿导轨的轨道移动，所述天线架与所述导轨垂直放置，所述导轨与所述受试设备间的距离为测试距离；
若所述导轨沿所述发射天线E面放置，则导轨尺寸大于等于E面测试范围，天线架尺寸大于等于H面测试范围，若所述导轨沿所述发射天线H面放置，则导轨尺寸大于等于H面测试范围，天线架尺寸大于等于E面测试范围；
所述受试设备，用于接收所述发射天线辐射的信号；
所述电场传感器测量设备，用于计算所述受试设备输出的电场强度。
8.如权利要求7所述的电场辐射敏感度改进测试系统，其特征在于，还包含：信号源，射频放大器，激励和监测设备；
所述信号源，用于输出设定频率的测试信号；
所述射频放大器，用于接收所述测试信号，放大后发送给所述发射天线；
所述激励和监测设备，用于接收所述受试设备输出的电场强度，进行信号强度监测。
9.如权利要求7所述的电场辐射敏感度改进测试系统，其特征在于，所述导轨为圆周或直线型导轨。
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