[发明专利]一种电磁脉冲电场探头时域校准方法

说明书

本发明涉及一种电磁脉冲电场探头时域校准方法，该方法可在时域对电磁脉冲电场测量探头进行校准。它包括电波暗室，脉冲信号源，发射天线，标准接收天线，数字示波器。其方法是：在电波暗室内按照固定的位置摆放发射天线及标准接收天线，脉冲信号源及数字示波器放置在电波暗室控制室内，脉冲信号源通过穿墙电缆向发射天线馈入脉冲电压信号，发射天线向外辐射电磁脉冲，标准接收天线接收发射天线辐射的脉冲电场，数字示波器通过穿墙电缆与接收天线及待校准电场探头相连，记录标准接收天线及待校准电场探头测得的电压信号波形，通过一定的算法对测得电压信号进行处理后得到待校准电场探头的时域传递函数，实现电磁脉冲电场探头的时域校准。

技术领域

本发明涉及一种电磁脉冲电场探头时域校准方法，属于瞬态电磁脉冲电场测量领域，为瞬态电磁脉冲电场测量设备提供校准方法。

背景技术

电磁脉冲测量是电磁脉冲试验的一个重要环节，电磁脉冲测量需要获得待测电场或磁场的时域波形，因此需要对测量电磁脉冲电场或磁场的探头(设备)在时域直接进行校准。

常用的电场探头校准方法主要在频域进行校准，该方法在校准过程中信号源输出特定幅值、特定频率的连续波信号，通过对比产生的场强值和待测电场探头的读数达到校准的目的。一次测量仅能在单个频点对电场探头进行校准，需经过多次测量才能实现对待测电场探头的校准，该方法校准实验过程复杂，消耗时间长。

2009年专利CN 101561481公开了一种高频电场探头校准方法，该校准方法采用标准天线法实现了对电场探头的频域校准，由于该方法在频域校准，校准实验过程复杂，而且该方法仅能对小尺寸电场探头进行校准。

2006年出版的《安全与电磁兼容》第6期(86～88页)杂志中《光纤传输脉冲电场传感器的时域校准》一文公开了一种电磁脉冲电场传感器时域校准装置及方法，该装置采用标准场法，由TEM小室产生标准电场实现了电场传感器的时域校准，受TEM小室内部工作空间的限制，该校准方法仅能对小体积电场探头进行时域校准。

针对上述存在的问题，本发明提供了一种电磁脉冲电场探头时域校准方法，该校准方法采用标准天线法，可直接在时域完成电磁脉冲电场探头的校准工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种电磁脉冲电场探头时域校准方法，该校准方法的优点是：采用标准天线法，整个校准实验在电波暗室中进行，电波暗室为校准实验提供一个相对“干净”的电磁环境，脉冲信号源及数字示波器放置在电波暗室控制室中，与工作天线进行有效的隔离，减小了校准过程中用电设备带来的干扰。本发明提供的电磁脉冲电场探头时域校准方法可快速地完成较大尺寸电磁脉冲电场探头的时域校准。

本发明所述的电磁脉冲电场探头时域校准方法，包括控制室、电波暗室、发射天线、标准接收天线、敷设吸波材料区域、屏蔽射频电缆、屏蔽射频信号线、转接板、脉冲信号源、数字示波器；控制室与电波暗室通过转接板进行设备间的连接及信号传输，校准试验在电波暗室中进行，电波暗室四周墙壁及顶部均贴有吸波材料，发射天线与标准接收天线之间的敷设吸波材料区域放置吸波材料，发射天线及标准接收天线极化方向相同；脉冲信号源及数字示波器放置在控制室内，脉冲信号源通过屏蔽射频电缆向发射天线馈入脉冲电压信号，发射天线向外辐射电磁脉冲，标准接收天线接收发射天线辐射的脉冲电场，数字示波器通过屏蔽射频信号线与标准接收天线或待校准电场探头相连，记录标准接收天线或待校准电场探头测得的电压信号波形，通过一定的算法对测得电压信号进行处理后得到待校准电场探头的时域传递函数，实现对电磁脉冲电场探头的时域校准。

电波暗室四周墙壁及顶部均贴有吸波材料，同时在发射天线与标准接收天线之间的地面上也放置了吸波材料，有效减小了电磁信号的反射，从而为电磁脉冲电场探头校准测试创造了一个相对“干净”的电磁环境。

所述校准过程中脉冲信号源采用高压脉冲源，其输出高压脉冲信号前沿1ns～2ns可调，脉宽10ns～100ns可调，输出脉冲前沿抖动在20ps～50ps范围内。