[发明专利]板级射频电流探头的空间标定方法及系统和装置

说明书

技术领域

本发明涉及仪器校准技术领域，特别是涉及一种板级射频电流探头的空间标定方法及系统和装置。

背景技术

非接触式电流探头视测量对象而有不同的设计，对于导线上的电流，一般使用基于电磁感应原理的钳口式探头；对于PCB(Printed Circuit Board，印制电路)板上的轨线电流，也可利用电磁感应原理测量，避免破坏原有的板级结构。

利用电磁感应原理的板级射频电流探头，其典型结构由一个多层PCB电路所组成，在电路中利用微带线形成一个小线圈，通过电磁感应，射频电流能够在线圈中形成感应电流，在电路的终端测量该感应电流产生的电压来实现对射频电流的测量。板级射频电流探头一个十分重要的参数是校准因子K，也称为电流传输系数或转移阻抗，其定义为电流探头的输出电压Vp除以传输线中的感应电流I，单位为V/A，或者dBV/A。

与钳口式探头不同的是，板级的射频电流探头与轨线电流的空间位置关系不是固定的，而电流传输系数随着位置的不同会出现不同的值，因此，必须对板级射频电流探头的响应随空间位置的变化关系进行标定。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种高准确性的板级射频电流探头的空间标定方法及系统和装置。

一种板级射频电流探头的空间标定方法，包括以下步骤：

向校准件的一端口输入初始电压，其中，板级射频电流探头固定设置在所述校准件预设的测量点上方；

当所述校准件与板级射频电流探头处于不同的水平距离、垂直距离或角度时，利用板级射频电流探头分别测量所述测量点的水平标定电压、垂直标定电压和角度标定电压；

根据所述初始电压、水平标定电压、垂直标定电压和角度标定电压，分别计算校准件测量段到板级射频电流探头的水平标定传输系数、垂直标定传输系数和角度标定传输系数，所述校准件测量段为所述校准件与板级射频电流探头之间距离最近的部分；

根据所述水平标定传输系数、垂直标定传输系数、角度标定传输系数及所述校准件的阻抗，分别标定水平校准因子、垂直校准因子和角度校准因子；

根据预设的初始校准因子，以及所述水平校准因子、垂直校准因子和角度校准因子，计算水平标定数值、垂直标定数值和角度标定数值。

一种板级射频电流探头的空间标定系统，包括：

供电模块，用于向所述校准件的一端口输入初始电压；其中，板级射频电流探头固定设置在所述校准件预设的测量点上方；

空间位置控制模块，用于当所述校准件与板级射频电流探头处于不同的水平距离、垂直距离或角度时，利用板级射频电流探头分别测量所述测量点的水平标定电压、垂直标定电压和角度标定电压；

传输处理模块，用于根据所述初始电压、水平标定电压、垂直标定电压和角度标定电压，分别计算校准件测量段到板级射频电流探头的水平标定传输系数、垂直标定传输系数和角度标定传输系数，所述校准件测量段为所述校准件与板级射频电流探头之间距离最近的部分；

校准计算模块，用于根据所述水平标定传输系数、垂直标定传输系数、角度标定传输系数及所述校准件的阻抗，分别标定水平校准因子、垂直校准因子和角度校准因子；

标定计算模块，用于根据预设的初始校准因子，以及所述水平校准因子、垂直校准因子和角度校准因子，计算水平标定数值、垂直标定数值和角度标定数值。

一种板级射频电流探头的空间标定装置，包括：

校准件，用于输入已知射频电流；

支架，用于将板级射频电流探头固定设置在所述校准件预设的测量点上方；

移动平台，用于放置所述校准件，调节所述校准件与板级射频电流探头的水平距离、垂直距离或角度；

信号发生器和示波器，用于分别连接所述校准件的一端口，所述信号发生器为所述校准件输入初始电压，所述示波器监控流经所述校准件的电流；

频谱分析仪，连接所述板级射频电流探头，用于当所述移动平台调节所述校准件与板级射频电流探头的水平距离、垂直距离或角度时，利用板级射频电流探头分别测量所述测量点的水平标定电压、垂直标定电压和角度标定电压；