CN211183962U - 一种手持式射频辐射抗扰度故障精确诊断设备 - Google Patents

Abstract

一种手持式射频辐射抗扰度故障精确诊断设备，包括设置在设备内部的信号生成模块、功率放大模块和干扰发射模块，还包括设备手柄、SMA信号输入接口、信号传输通道、天线发射端和保护层；信号生成模块包括单片机和射频模块；单片机通过控制软件和USB端口与射频模块控制连接；射频模块通过同轴电缆与功率放大模块连接；功率放大模块通过同轴电缆与干扰发射模块信号连接；干扰发射模块通过同轴电缆与天线发射端信号连接。本实用新型能够精确控制电磁干扰信号强度覆盖区域，以找到电子设备内部的电磁干扰敏感源，进行射频辐射抗扰度故障精确诊断。

Description

一种手持式射频辐射抗扰度故障精确诊断设备

技术领域

本实用新型涉及电子产品射频辐射抗扰度测试技术领域，尤其涉及一种手持式射频辐射抗扰度故障精确诊断设备。

背景技术

射频辐射抗扰度：测试电子产品在受到不同频率和幅度的电磁干扰时是否能正常工作的一项实验，关系到产品的可靠性。

在我们现在生活的环境中，电磁波无处不在，例如手机通信、GPS定位、WIFI网络、广播电视等都需要用电磁波(无线电)传输信号，这些电磁波，我们平常是看不见摸不着的，所以并没有太多的了解，大家不了解，并不代表电磁波不重要，没人管。我们国家专门有都有无线电管理委员会对电磁频谱进行管理。

随着科技的发展，我们使用的电子设备越来越多，手机、电脑、飞机、汽车等等到处都有电子设备存在，电子设备的工作过程中都会对外发射出电磁干扰，电磁干扰会对无线电通信产生影响(比如很多学校考试的时候会用电磁干扰设备屏蔽手机信号，当然这些写干扰是人为可控的)，会对周围的电子设备产生干扰(比如开车听广播的时候，手机响了或者来信息了，广播就会出现哒哒哒的噪声)，当然，汽车的广播和我们用的手机都是经过电磁干扰控制，符合国家标准的产品，如果不对电子产品进行电磁干扰抑制设计，那么来电话时广播可能就没有声音了。带刺干扰还能引发更大的问题，比如导致被干扰电子设备失灵，误启动等，都会直接威胁到我们的安全。电磁干扰问题随着电子技术发发展越来越突出，在产品研发中心解决这些问题也越来越复杂，全球主要国家都有相关标准对电子产品电磁干扰进行管理，电子产品必须经过严格的电磁干扰检测才能上市销售。

电磁干扰属于电磁兼容学科，电磁兼容即各种电气或电子设备在电磁环境复杂的共同空间中，以规定的安全系数满足设计要求的正常工作能力。也称电磁兼容性。它的含义包括：①电子系统或设备之间在电磁环境中的相互兼顾；②电子系统或设备在自然界电磁环境中能按照设计要求正常工作。若再扩展到电磁场对生态环境的影响，则又可把电磁兼容学科内容称作环境电磁学。电磁兼容的研究是随着电子技术逐步向高频、高速、高精度、高可靠性、高灵敏度、高密度(小型化、大规模集成化)，大功率、小信号运用、复杂化等方面的需要而逐步发展的。特别是在人造地球卫星、导弹、计算机、通信设备和潜艇中大量采用现代电子技术后，使电磁兼容问题更加突出。

随着电子技术的飞速发展，电子产品也向着复杂化和小型化方向发展，产品的结构越来越紧凑，布线密度越来越高，这大大加剧了电磁兼容问题对产品性能的影响，使得产品的电磁兼容性问题越来越突出。一方面产品在国家标准检测时不容易一次关，另一方面产品本身受到电磁兼容的影响而使得其功能不稳定，甚至功能失效等困难。

在电磁兼容问题面前，由于缺少相应的调试和测试设备，再加上工程师普遍没有成熟和丰富的经验，所以，目前我们在产品的研发过程中对电磁干扰的调试存在着比较大的困难，基本上是比较盲目的凭经验在进行电磁兼容的设计和调试。有时候，由于没有用于诊断分析的测试设备，调试后反而效果更差了，但我们的工程师师根本就不可能知道结果，只能够等到标准化测试中心测试后才知道调试结果没有任何的改善。这样的工作方法，不但严重的影响了工作效率，拖延了设计进程，而且对产品的质量也的确无法很好的保证，工程师也无法在实际设计工作中积累经验。随着技术的发展以及所内产品的复杂度增加，我们已经十分明显的体会到，许多环节的设计已经无法依赖于我们过去的经验了，尤其是在产品的性能稳定，质量可靠等十分敏感的环节上，已经大量的占据了我们工程师的时间，也走了许多的弯路，但至今效果并不令人满意。

现代电子产品的设计概念是″及早排除可能的隐患，第一次就把工作做好″。产品的电磁兼容性工作已经逐步从事后检测处理发展到预先分析评估、预先检验、预先设计，即在产品研发阶段就有针对性的开展预测分析工作，把过去用于研制后期试验测量和处理以及返工补救的费用，安排到加强事前设计和预测检验中来。为了实现这一目标，要求设计人员在研发过程中不光要重视产品的功能实现，而且还要对影响产品质量和可靠性的电磁兼容性和发热等问题进行系统设计，认真的对每一个元件、每一块电路以及每一个子系统进行检测和调试，对发现的问题进行故障诊断、定位和分析，并评估各种改进措施的效果，做到及时发现问题，及时解决。总之，根据自身情况并结合产品的特点，在产品研发过程中采取适当的工具、方法及设备，将电磁兼容设计容引入到产品的整个设计过程中就会取得事半功倍的效果。

传统的射频辐射抗扰度测试系统是按照行业测试标准建设的大型系统，传统的测试系统需要大型电波暗室、机柜式测试系统，电脑端控制软件与大型天线组，开关切换单元等复杂设备组成。主要用于测试整机或者系统级电子设备是否能符合标准要求；测试中，要形成一个1平方米以上的电磁干扰区域，覆盖整套被测系统表面，传统测试系统可以判断被测电子产品是否符合国家标准要求，无法进行被测设备故障分析诊断；当电子产品研发人员在遇到测试不合格的问题时，目前还没有相应的工具进行诊断测试，以找到测试不合格设备的电磁敏感源头，目前的解决办法是工程师靠经验判断然后重复进行标准测试，耗费大量时间成本，人力成本和资金成本。

传统的射频辐射抗扰度测试系统存在很多缺点：1.建设成本极高；2.安装维护极其复杂；3.对操作人员技术水平要求较高；4.受场地限制，必须在电波暗室内测试；5.只能判断被测产品是否符合国家标准要求，但是遇到测试不合格时无法进行故障诊断。

为解决上述问题，本申请中提出一种手持式射频辐射抗扰度故障精确诊断设备。

实用新型内容

(一)实用新型目的

为解决背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出一种手持式射频辐射抗扰度故障精确诊断设备，能够精确控制电磁干扰信号强度覆盖区域，以找到电子设备内部的电磁干扰敏感源，进行射频辐射抗扰度故障精确诊断。

(二)技术方案

本实用新型提出一种手持式射频辐射抗扰度故障精确诊断设备，包括设置在设备内部的信号生成模块、功率放大模块和干扰发射模块，还包括设备手柄、SMA信号输入接口、信号传输通道、天线发射端和保护层；

信号生成模块包括单片机和射频模块；单片机通过控制软件和USB端口与射频模块控制连接；射频模块通过同轴电缆与功率放大模块连接；功率放大模块通过同轴电缆与干扰发射模块信号连接；干扰发射模块通过同轴电缆与天线发射端信号连接；

设备手柄内部设置信号传输通道；天线发射端设置在手柄1的一端，并与信号传输通道信号连接；SMA信号输入接口连接手柄1的另一端，并与信号传输通道信号连接，以在SMA信号输入接口、信号传输通道和天线发射端之间形成信号传输线路；

设备手柄外部设置保护层。

优选的，保护层为屏蔽层和绝缘层双层结构；绝缘层包覆在屏蔽层外部。

优选的，天线发射端的覆盖面积精度为1cm²。

优选的，功率放大模块放大后的信号达到30V/m的干扰场强。

本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本实用新型中，信号生成模块包括射频模块和单片机，信号生成模块包括单片机和射频模块；单片机通过控制软件和USB端口与射频模块控制连接；射频模块主要通过硬件生成电磁干扰信号，可以在30MHz-4GHz频率范围内任意调节。单片机，基于安卓移动平台开发出的控制软件，通过USB端口控制射频模块生成不同频率和幅度的波形，实现模拟电磁干扰信号。射频模块通过同轴电缆与功率放大模块连接，用于将模拟电磁干扰信号发送至功率放大模块，功率放大模块用于将该信号进行放大，增加功率强度，提高电磁干扰效果。干扰发射模块与功率放大模块连接，将大功率信号通过(低损耗的)同轴电缆连接到专用的天线发射端，天线发射端将信号转成电磁波，实现电磁干扰信号输出。

本实用新型中，电磁干扰信号发射精度高，用于对电子产品进行详细的电磁敏感点诊断。其中，设备采用SMA接口，以满足高频率信号传输的要求，天线发射端将采用小型化设计，精确度高，能够精确控制电磁干扰信号强度覆盖区域，以找到电子设备内部的电磁干扰敏感源，进行射频辐射抗扰度故障精确诊断。

附图说明

图1为本实用新型提出的手持式射频辐射抗扰度故障精确诊断设备的系统连接示意图。

图2为本实用新型提出的手持式射频辐射抗扰度故障精确诊断设备中信号生成模块的连接示意图。

图3为本实用新型提出的手持式射频辐射抗扰度故障精确诊断设备中的部分结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

如图1-3所示，本实用新型提出的一种手持式射频辐射抗扰度故障精确诊断设备，包括设置在设备内部的信号生成模块、功率放大模块和干扰发射模块，还包括设备手柄1、SMA信号输入接口2、信号传输通道3、天线发射端4和保护层5；

信号生成模块包括单片机和射频模块；单片机通过控制软件和USB端口与射频模块控制连接；射频模块通过同轴电缆与功率放大模块连接；功率放大模块通过同轴电缆与干扰发射模块信号连接；干扰发射模块通过同轴电缆与天线发射端4信号连接；

设备手柄1内部设置信号传输通道3；天线发射端4设置在手柄1的一端，并与信号传输通道3信号连接；SMA信号输入接口2连接手柄1的另一端，并与信号传输通道3信号连接，以在SMA信号输入接口2、信号传输通道3和天线发射端4之间形成信号传输线路；设备手柄1外部设置保护层5。

本实用新型中，信号生成模块包括射频模块和单片机，信号生成模块包括单片机和射频模块；单片机通过控制软件和USB端口与射频模块控制连接；射频模块主要通过硬件生成电磁干扰信号，可以在30MHz-4GHz频率范围内任意调节。单片机，基于安卓移动平台开发出的控制软件，通过USB端口控制射频模块生成不同频率和幅度的波形，实现模拟电磁干扰信号。射频模块通过同轴电缆与功率放大模块连接，用于将模拟电磁干扰信号发送至功率放大模块，功率放大模块用于将该信号进行放大，增加功率强度，提高电磁干扰效果。干扰发射模块与功率放大模块连接，将大功率信号通过(低损耗的)同轴电缆连接到专用的天线发射端4，天线发射端4将信号转成电磁波，实现电磁干扰信号输出。

本实用新型中，电磁干扰信号发射精度高，用于对电子产品进行详细的电磁敏感点诊断。其中，设备采用SMA接口，以满足高频率信号传输的要求，天线发射端4将采用小型化设计，精确度高，能够精确控制电磁干扰信号强度覆盖区域，以找到电子设备内部的电磁干扰敏感源，进行射频辐射抗扰度故障精确诊断。

需要说明的是，磁兼容性(EMC)是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。本实用属于电磁兼容中的电磁敏感度分类下的射频辐射抗扰度的故障诊断工具。

在一个可选的实施例中，保护层5为屏蔽层和绝缘层双层结构；绝缘层包覆在屏蔽层外部，具有很好的绝缘性和电磁屏蔽特性，防止干扰信号对环境造成污染。

在一个可选的实施例中，天线发射端4的覆盖面积精度为1cm²，其精确度高，便于设备找到电子设备内部的电磁干扰敏感源，提高射频辐射抗扰度故障诊断的精确度。

在一个可选的实施例中，功率放大模块放大后的信号达到30V/m的干扰场强，增加干扰强度，提高检测效果。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (4)

1.一种手持式射频辐射抗扰度故障精确诊断设备，其特征在于，包括设置在设备内部的信号生成模块、功率放大模块和干扰发射模块，还包括设备手柄(1)、SMA信号输入接口(2)、信号传输通道(3)、天线发射端(4)和保护层(5)；

信号生成模块包括单片机和射频模块；单片机通过控制软件和USB端口与射频模块控制连接；射频模块通过同轴电缆与功率放大模块连接；功率放大模块通过同轴电缆与干扰发射模块信号连接；干扰发射模块通过同轴电缆与天线发射端(4)信号连接；

设备手柄(1)内部设置信号传输通道(3)；天线发射端(4)设置在手柄(1)的一端，并与信号传输通道(3)信号连接；SMA信号输入接口(2)连接手柄(1)的另一端，并与信号传输通道(3)信号连接，以在SMA信号输入接口(2)、信号传输通道(3)和天线发射端(4)之间形成信号传输线路；

设备手柄(1)外部设置保护层(5)。

2.根据权利要求1所述的手持式射频辐射抗扰度故障精确诊断设备，其特征在于，保护层(5)为屏蔽层和绝缘层双层结构；绝缘层包覆在屏蔽层外部。

3.根据权利要求1所述的手持式射频辐射抗扰度故障精确诊断设备，其特征在于，天线发射端(4)的覆盖面积精度为1cm²。

4.根据权利要求1所述的手持式射频辐射抗扰度故障精确诊断设备，其特征在于，功率放大模块放大后的信号达到30V/m的干扰场强。

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