（環(huán)境工程專業(yè)論文）101000mhz電場探頭校準(zhǔn)系統(tǒng)的研究.pdf

( 1 0 。1 0 0 0 ) m h z 電場探頭校準(zhǔn)系統(tǒng)的研究 y 8 7 9 5 2 8 摘要 摘要 本文建立了一套嚴(yán)謹(jǐn)、精確的( 1 0 。1 0 0 0 ) m 王z 電場探頭校準(zhǔn)系統(tǒng)， 適用的場強(qiáng)范圍在1 0 6 0v m 之間。通過研究電場探頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)，掌握 電場探頭工作原理，確定校準(zhǔn)電場探頭的電場強(qiáng)度參考標(biāo)準(zhǔn)、電場強(qiáng)度傳 遞標(biāo)準(zhǔn)和電場強(qiáng)度工作標(biāo)準(zhǔn)，制定各部分的校準(zhǔn)方法，建立校準(zhǔn)系統(tǒng)，評 定測量不確定度。 本文還詳細(xì)硪完了電場強(qiáng)度工作標(biāo)準(zhǔn)的工作鼷理，采耀c s t 微波工 侮室特鴦的蠢疆積分法與淫怒邊器攢合按術(shù)瓣g 程醚c e l l 進(jìn)行時(shí)躐仿真， 耀論主疆臻了g 艇酗c e l l 可精密棱椎直徑為小室內(nèi)瀏試誕的芯稅與禚板 黼距十分之一的電場探頭，弱強(qiáng)工作標(biāo)準(zhǔn)是校準(zhǔn)電場探頭的最關(guān)鍵技術(shù)， 也是與冀他電磁場探頭校準(zhǔn)系統(tǒng)最重要的差別。最后，對建立的電場探頭 校準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行測踅不確定度分析，在評定過程中改善校準(zhǔn)方法、提高校準(zhǔn) 精度。 本校準(zhǔn)系統(tǒng)可對點(diǎn)徑6 c m 的電場探頭做精密校準(zhǔn)，并將其溯源到國 家標(biāo)準(zhǔn)，提贏了國內(nèi)校準(zhǔn)電場探頭的縫力_ 秘電場搽頭計(jì)量系絞的水平，也 提供了一個(gè)囂放的、霹舞綴戇校準(zhǔn)乎套。 關(guān)鍵謫：奄磁兼容，電場探頭，場強(qiáng)，校準(zhǔn)系統(tǒng)，測量不確定度，橫電 磁波傳輸室，吉赫茲耩電磁波傳輸室，c s t 微波工作定，電磁場仿真 ( 1 0 1 啊) 0 ) m h z 電場探頭校準(zhǔn)系統(tǒng)的研究 a b s 仃a c t a b s t r a c t t h ep a p e re s t a b l i s h e sac a l i b r a t i l l gs y s t e mo fe l e c t r i cf i e l dp r o b ew h i c ha m i nt h e 舶q u e n c yr a l g eo f l 0m h zt o1 0 0 0 m k 卸dt h ef i e l ds t r e n g t l l 瑚g eo f 1 0v mt o6 0v 加b a s e do nm o r es c i e n t i f i c a l l ya i l da c c u r a t e l ym e t h o d n r e e i t e m sa r er e g a r d e da st h ek e ys u b s y s t e m so fe l e c t r i cf i e l dp r o b e sc a l i b t a t i o n a f t 盯lc a r e f t l l l y s t u d y i n gt h ei n s i d e s l i u c t i i r ea n d0 p e r a t i o np r i n c i p l eo f e l e c 踴c 丘e l dp r o b e a f t e rm a t ，t h ec a l i b r a t i o nm c t h o di si l l u s t r a t e d 弛a 1 1 y ， t h ew h o l ec a l i b r a t i n gs y s t e mi se s t a b l i s h e da n dt h em e a s u r e m e tu c e r t a i l i t y o ft h ec a l i b r a t i s y s t e mi se v a l u a t e db a s e do nt l l ea b o v ea n a l y s i s t h ep f i n c i p l eo fe l e c t r i cf i e l ds t r e n g i h sw o r k i n gs t 柚d a r do fe l e c t r i cf i e l d p t o b ei ss t i l d i e dt h o r o u 曲l yi nt h ep a p e r ，孤df i t + p b ao fc s tm i c f o w a v e s t u d i oi sa d o p t e dt oa n a l y s i st h ei m p e d 柚c ea n de l e c t r o m a 印e t i cf i e l do f g t e mc e l la n dp r o v et h e o r e t i c a l l yt h a tg t e mc e l lc a na c c i l f a t e l yc a n b r a t e m ep r o b ew h o s cd i a m e t e ri so n et e n t ho fd i s t a n c eb e t w e e nt h es e p t u ma n dt h e o u t e rc o n d u c t o r b e c 卸s et h ew o r k i i l gs t a n d a f do fe l e c t r i cf i e l ds t r e n 掣hi sa k e yt e c h n o 】o g yt oe l e c t r j cf i e l dp r o b e sc a l i b r a t i o n ni st h em a i l id i f f c f e n c e b e t w e e no u re l e c t f i cf i e k ip r o b e sc a l i b r a t i o ns y s t e ma n do t h e rk i n d so f e l e c t o m a g n e t i c 丘e l dp r o b e ，sc a l i b r a t i o ns y s t e m s t 1 l e t e s tm e t h o da n d c a l i b r a t i o n a c c l l m c y c a nb e i m p f o v e db ya n a l y z i n g t h em e a s u r e m e n t u n c e r t a i n t yo ft h e l i b r a t i o ns y s t e m t h es y s t e mc a a c c u m t e l yc a l i b 珀t et h ep m b ew h o s ed i a m e t e ri sl e s st 1 1 a n6 c m ，a n di s 仃a c e a b l et ot h en a t i o n a ls t 如d a i d s ni s a i lo p c nu p g r a d e a b l e c a l i b m t i o np l a 響冊i tc a ni l n p r o v et h ea b i l i t yo fc a l i b m 恤ge l e c 研cf i e l d p r o b e 柚d 恤ec a l i b r a t i o nl e v e lo fm e t r o l o g y i no u rc o u n t r y k e y w o r d s ：e m c ，e l e c m cf i e l dp i d b e ，f i e l ds t r e n 毋h ，c a l i b m t i o ns y s t e m ， u n c e n a i n t y ，t e mc e l 】，g t e mc e l l ，c s tm i c r a w a v es t u d i o ，e ms i m u l a t i o n ( 1 0 一1 0 0 0 ) h l 電場探頭梭準(zhǔn)系統(tǒng)的研究 第章緒論 第一章緒論 董1 邀場探頭在嘏磁兼容鎂域中的液瘸 近年來，世界各湖都在積極制定標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范來推進(jìn)電磁輻射的有效保 護(hù)工作，提出了對應(yīng)不同頻段的功率密度和電磁場強(qiáng)度限值，盡量使在電 磁場敏感區(qū)域進(jìn)行常艘操作、維護(hù)及其它工作的員工或任何受電磁輻射影 蛹豹天爨兔受篷磁輻瓣瓣簽害。在實(shí)器王終中，霉要壽蓑擎、潦確窩褰效 的測藿儀器進(jìn)行測登以判定所監(jiān)測區(qū)域魁露滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，簸終確定敏感 區(qū)域內(nèi)人員的安全問題，這就促進(jìn)了電場探頭的廣泛應(yīng)用。譙無線電計(jì)量 中，電場探頭用于凰窳基準(zhǔn)的量值傳遞和溯源；在電波暗室驗(yàn)收的測試中， 魄場探頭曩于測量魄波噻室孛e u t 蹶處俊藿戇場均勻性；程射頻邀磁場 攜撓度的測試中，泡場探頭瘸予瀾量在捌零所處位置豹校穗場方格某一 節(jié)點(diǎn)上的電場強(qiáng)度；程環(huán)境影響評價(jià)的測試中，電場探頭用于測量電磁輻 射環(huán)境的電場強(qiáng)度?？傊?，在電磁兼容領(lǐng)域中，電場探頭是墩溪要的測試 設(shè)備之一。 1 2 較準(zhǔn)耄場搽頭憋瑰實(shí)意義 隨著工業(yè)的發(fā)展，= 生產(chǎn)水平的提高和w ，i d 對成員國的癸求，產(chǎn)品質(zhì) 量越來越得到重視，而測量儀器是保證產(chǎn)晶質(zhì)量的重要保證，校準(zhǔn)的目的 譙于保證測試設(shè)備合瑕使用的同時(shí)，能夠達(dá)到精度要求。 逐年寒，電場掇頭瞧譯l 鑫工露囊生澄場爨懿黽磁囂境、耄予毫氣產(chǎn)品 掰頻輻射電磁場抗捷殿檢測方面起著極為纛耍的作用，其本身魄是國家規(guī) 定的需要強(qiáng)制性檢測的計(jì)量器具之一。目前，國產(chǎn)和進(jìn)口的電場探頭數(shù)量 黻來越大，探頭的種類也多種多樣，而工作頻率在( 1 0 1 0 0 0 ) m h z 的探 頭掰占比倒最大，這熱探頭均需要進(jìn)行周勰性檢定或者校準(zhǔn)。 簍于毫場強(qiáng)頭豹獯簧往，校難實(shí)驗(yàn)璧撼供靜較準(zhǔn)數(shù)據(jù)不僅霞羆對設(shè)各 ( 1 0 1 0 0 0 ) m h z 電弱攆頭校準(zhǔn)蘸統(tǒng)的研究第一章緒論 使用狀態(tài)的一種認(rèn)定，用戶也能根據(jù)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)對電場探頭進(jìn)行修磁，達(dá)到 參數(shù)溯源，糖度分級(jí)豹要求， 1 0 電場探頭校準(zhǔn)系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 毽舞各國對嘏場探頭的校準(zhǔn)都十分重視。德溺m 、英國n p l 、美國 n l s t 、日本l m m j 等國家計(jì)量部門都投入大量資金，研究校準(zhǔn)方法，建 立校準(zhǔn)系統(tǒng)。國外的校準(zhǔn)系統(tǒng)具有兩大特征：自動(dòng)化和?；?。自動(dòng)化是 擺在整個(gè)校準(zhǔn)過程中校猴工程頰添要操終的步驟綴少，不鼴手動(dòng)設(shè)置儀 器，主要工作在分析校準(zhǔn)報(bào)告上面的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，縮出校準(zhǔn)結(jié)果。專一化是 攥由于發(fā)這國家蠢各鑫愆瞧場搽頭生產(chǎn)廠家，本潮企遂逶褰霞瑁本霆生產(chǎn) 的電場探頭，因此，校準(zhǔn)系統(tǒng)的服務(wù)對象呈現(xiàn)?；内厔?。 在我國，由予電磁兼容頒壤靜研究幫實(shí)際應(yīng)麓工籜開腥時(shí)聞不長，瑰 商的檢定裝置根本無法滿足國內(nèi)外企業(yè)日蕷增長的電場探頭校準(zhǔn)的需求， 困此，必須盡快建立滿足廂戶要求的電場探頭校準(zhǔn)系統(tǒng)?，F(xiàn)在國內(nèi)使用的 魄場探頭品牌繁雜、型號(hào)備異，不同企業(yè)購買的呶場探頭麓異綴大，這就 簿致在邀行電場探頭校準(zhǔn)時(shí)，不可能像國外發(fā)達(dá)國家那樣實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化 秘專一像豹程度，露應(yīng)藿限于實(shí)耀蛙、靈溪娃和經(jīng)濟(jì)性。逶過本諗文豹臻 究和實(shí)際系統(tǒng)構(gòu)建，建立的校準(zhǔn)系統(tǒng)可以大大提高電場探頭校準(zhǔn)的工作效 率，提嵩棱準(zhǔn)鼗攢翦霹臻經(jīng)，慰我強(qiáng)各企豢壁葷像秘詩量部門都寄重大戇 社會(huì)價(jià)值。 1 4 論文的研究內(nèi)容 本諗文蓄先努爨電場探頭戇鏊本原理；其次擻攥瑾e 囂標(biāo)難輯究電磁 場探頭的校準(zhǔn)方法，確定校準(zhǔn)參數(shù)：然后參考國外的校準(zhǔn)撤告和相關(guān)理論 書籍建立灌場搽受棱準(zhǔn)系統(tǒng)；最瓣浮定校準(zhǔn)系統(tǒng)瓣測量不確定痰。 ( 1 0 0 0 0 ) m 瞰電場探璺枝準(zhǔn)系統(tǒng)的研究 笫二章電場罐頭原理 第二章電場探頭原理 2 1 概述 電場探頭楚一釋測量舞毫平遙區(qū)奄磁場靛溺爨設(shè)備，宅凝可戳測量工 業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療方藤設(shè)冬姻泄漏場，也可以用于電磁兼容試驗(yàn)、檢查設(shè)務(wù) 對高頻敏感的部位以及機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的寄生輻射等。 電場探頭是由寬頻帶備向同性探頭、指示單元以及一條遣接用的特殊 毫纜衙綴成韻，其蒸本靜工作原理是程接收天線上將感盔靜裔頻電疆轉(zhuǎn)交 為蠱滾絨低頻痿號(hào)，在逶 遘特熬戇裹輟接浚線將嵇號(hào)送到指示單元，灝以 指示單元是增益不商的直流或者低頻放大器。因此，對于電場探頭面富， 冀關(guān)鍵問題在于場探頭和高阻傳輸線。 s c h o t 像v 二極管場探頭是美國標(biāo)榷技術(shù)研究院( n i s t ) 于1 9 8 1 年研 隸l 成功豹離鬏近區(qū)滾爨探頭孛備淘藏經(jīng)探頭靜組成幫分。各商嗣縫探頭怒 出三個(gè)朔互正交蛇鎂極子天線筑成的。每個(gè)偶極子天線的長疫先5 厘米， 寬度為2 毫米。在每一個(gè)偶極子天線的中心空隙處均裝有一個(gè)由s c h o t t k y 二極管組成的高頻梭波器，將偶極子天線上感應(yīng)到的高頻電蕊檢波成為盥 流或者低頻信號(hào)，程通過贏阻佟輸線傳送至0 指示篳元的輸入端。這稀場探 頭不僅鴦完美豹各怒目犍，露羹凄態(tài)范罨熬過6 溯b 。霹測黲場強(qiáng)瞧平麓 ( 1 1 0 0 0 ) v 如，等效于( o 0 0 0 6 2 5 6 2 5 ) m w c m 2 的平面波功率密度。 場探頭的頻率范圍怒1 0 0k h z g h z ，頻率響應(yīng)是1d b ，響應(yīng)時(shí)間約為 o 3m s 。當(dāng)電場強(qiáng)度為1 0 0 0v ，m 時(shí)，s c h o t 墩y 二搬管檢波器的直流輸出電 蠹為l ov ，藹s c h o l 蠡y 二極蓉酌反憊擊穿藩壓為7 0v ，所瀲不存在燒羧 的閱題。 美國標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院( n i s t ) 在這方面進(jìn)行了大量的研究和探索，弗 研制成功了各種不同類型的場探頭，以及與此相適應(yīng)的商阻傳輸線和指示 ( 加1 0 0 0 ) m f i z 電場搽頭校準(zhǔn)系統(tǒng)的研究第一章電場探頭原理 擎元，主要霹翔縭舞淤下兩個(gè)方面： 曲其有各向溺往晌應(yīng)瀚高頻場探頭：其響應(yīng)與電波的極化和電波到達(dá)的 方向無關(guān)。雖然不其有測量信譬頻率和相位的功能，但是可以測量電 場e 的極化方向，并且可以用不同軸向的偶極予天線測屋不同極化的 電場e 。 b 1 隔離場探頭裝援：為了排除場探頭對電磁場的擾動(dòng)，就要將場探頭姆 指示單元之間的連接線設(shè)詩成為電絕緣體，共蠢薅粒實(shí)瓔方法：一是 在京源各自同性探頭與攫示單元之闋采用炎終轉(zhuǎn)輸線，二楚在各自同 性探頭與攢汞攀元之溺采瘸嵩隰傳輸線。這耱裔隧菲金屬傳輸線是滲 碳的塑辯線纜，共有兩種麓格：一種是最有濾波律蠲的夾詹線，萁電 阻約為8 0k o ，c m ，茄一種怒單絲線，其電阻約為7 0 0k o c m 。 2 0 工作原理 電場掇頭是由贏頻各自同燃探頭、拯示單元鞋及象連接照瓣特殊瞧 纜爨緞成熟，翔圈( 2 1 ) 掰示。其各自露牲探頭憝由三個(gè)褶互正交豹銷 投予天線絳成，在每一個(gè)鐨極予天線韻中心空隙楚均裝有s c h o t l k y 二極 管檢波器，檢浚器的壹流輸宙慧通過三條高阻傳輸線發(fā)送到指示單元，此 高阻傳輸線不僅能傳輸宜流或者低頻信號(hào)，而且是平衡的r c 濾波器，能 將高頻信號(hào)濾除，即所謂對高頻信號(hào)透明的線纜。 戛! ! 耋! 竺于l 耄性媳線l 期秭 菲綾性 峰馕，孚姆基電源趣痰 按割秘j 刪ll 磊 翅洼囂 時(shí)間常數(shù)調(diào)節(jié)器和模擬襲i r 國釃潘|r 一對數(shù)造i 蘋開關(guān)電池充電部分1 圖2 1 近區(qū)電場探頭 圖( 2 1 ) 左側(cè)是高頻各向同性探頭，由x 、y 、z 三個(gè)分量的偶極予 天線及其對應(yīng)的s c h o 蜮y 二極囂檢波爨，以及r e 濾波器和懿匿傳輸線共 同綴成。鎂極予天線積撿波囂均封裝在一個(gè)握辯殼體中，j c 垂蕊頻透明懿三 ( 1 0 l o o o ) m m 趕場探頭梗準(zhǔn)系統(tǒng)的研究第= 章電場探頭原理 條耀料離阻線被封裝在探頭手柄中。中間是柔性塑料高阻線，其電阻值比 手柄中的高阻線低褥多，冀長度可根據(jù)實(shí)際需要來選擇，通常約為( 3 1 0 ) 米。右側(cè)是擺示單元，鴦三個(gè)平簿輸入熬壹流放大器幫三令耄繡讀敬毫路 組成，其指示雎元具有以下功能； a ) 放大s c h o t t k y 二極管檢波器輸出的直流或者 氐頻信號(hào)。 b 1 對放大的信號(hào)進(jìn)行處理，使得到的信號(hào)電壓在規(guī)定的電平范圍內(nèi)與被 濺場強(qiáng)靜平方斌魄調(diào)。 c l 運(yùn)過選擇囂關(guān)，霹戩分別測鬟x 、y 、z 三令方自瓣電場，鞋投三令 信道場強(qiáng)電平的平方和的均方根德( r s s ) 。 d ) 通過時(shí)間常數(shù)選擇開關(guān)，可以選擇四種不同的時(shí)間常數(shù)，用以測量調(diào) 制信譬峰值的時(shí)聞平均值。 磚逶過壤拱毫鼴褥剿l v 矗玨對疲靜o 國的顯示傣。 2 3 各自露性探頭 2 3 1 各囪固性無源探頭 電場探頭的各向閑性探頭是陡三個(gè)提互覆交蛉爨投予天線縫或懿，爨 極予天線是由銅箔板腐蝕而成的，其長度約為5 艨米、寬度約為2 毫米。 因?yàn)槠涫请娦〉呐紭O子天線，所以有效高度很低。相互砸交的偶極予天線 有個(gè)公共的辯稱中心，它們與探頭手柄之間的夾角均為5 7 7 4 。在天線 葷元孛，每一令爨掇孑天線對電場瓣噙癱，均與其稔兩個(gè)偶輟予天線無關(guān)。 探頭在靠近輻射源測量時(shí)，不會(huì)因表露反射弓 起電磁場豹擾動(dòng)，還輿毒教 射小的特性。 高頻探頭中采用的s c h o t l k y 線束二極管，是一個(gè)具商低導(dǎo)通電壓的鍺 管，因其楚爰疆片割成的，所戳其擊穿電蓬與溢瘦無關(guān)，其有蘸好的低電 壓整流特性期7 0v 戇反蜂難穿毫壓，因鼗，其襄頻探頭豹贛菠動(dòng)態(tài)范爨 ( 1 0 1 0 0 0 ) m h 睦電場探頭梭準(zhǔn)系統(tǒng)的研究第二章電場探頭原理 超過6 0d b 。s c h o t l l ( v _ = 擻管對周圍光線比較敏感，如果探頭黎露在陽光 下，剝常常會(huì)；l 起儀襲的零點(diǎn)漂移，困兩裳霉| 入測量誤差，這一點(diǎn)在瀑l 量 0 粥場強(qiáng)邀平時(shí)蘢海熬簧，掰戳必矮封裝在塑料殼俸內(nèi)，勢麓簧有一層 不透明的涂層。在零偏雁時(shí)，s c h o t t k y 二檄臀的正向電阻約為1 00 1 5o ， 分路電容約為2 p f 。 裝在探頭手柄中的離阻線是一條雙層滲碳聚睡氟乙烯非導(dǎo)電贏阻夾 滋線，含壽孵聚囂簸乙烯窩3 談，分臻魄容約為0 3 爭歇瓣，它與萁聞 豹分布電容構(gòu)成r c 濾波器，故能濾除商頻信號(hào)。探頭與指示單元之間的 遴接線是尼龍外皮的滲碳聚四氟乙烯的細(xì)緞，贏徑為0 7 5 毫米，尼龍外 皮厚度為o 1 3 毫米。尼挑外皮主要是為了加強(qiáng)細(xì)絲的抗拉力和電穩(wěn)定性。 緩簇漿含碳量為2 8 ，其電阻約莠7 o ，c m ，這秘黍牲線是露戳彎魏靜， 童予轅鞭粒之露存京靜邀感應(yīng)會(huì)產(chǎn)生彎麴嗓聲，所以必須器邀避免魏現(xiàn) 象，以保證高阻線的電穩(wěn)定性。 指示單元的輸入級(jí)是由高輸入阻抗差分放大器組成的前放級(jí)，去輸入 阻抗贏達(dá)2 0m o ，而蹲條贏阻線的電阻總粒約為2 6m o ，與2 0m o 輸入 簇撬矮爨，在2 6 羰0 凌隧線上戇壓簿霹戮忽臻不詩，因藏，囂馨毫秘蠢 阻線能夠傳遞信號(hào)鼠攢耗很小。 高頻探頭包括電小偶極子天線、s c h o n k v 二極管檢波器和商阻夾層線 構(gòu)成的r c 濾波器，其等效電路是由高頻電壓源與電容組成的串聯(lián)電路， 如隈 。 ( 1 1 o ) m h z 電場探頭梭準(zhǔn)系統(tǒng)的研究第三章電磁場探頭的校準(zhǔn)方法 表3 1 電磁場探頭 空辯嫣探頭速面霸探頭 電場( 偶極子天線)電場( 單極天線) 磁場( 環(huán)天線)磁場( 半環(huán)天線) 電流通量密度d 電流通量密度d 磁流邂量密度b磁流通量密度b 校準(zhǔn)類型如表( 3 之) 聯(lián)示，大多數(shù)毫磁場測爨都是在頻域進(jìn)行瓣， 即單頻點(diǎn)或者霧頻點(diǎn)測量。電路持續(xù)上升的敏感性是由電磁瞬變現(xiàn)象引起 的，如靜電放電( e s d ) 、電磁脈沖( e m p ) 、以及系統(tǒng)暫變現(xiàn)糧，如汽車 點(diǎn)火噪聲。這墊瞬變場的測蘑就黹要使用電磁場探頭，來如實(shí)反映瞬時(shí)波 形，毽磊貔需要卡倍予瓣交臻瀚豢寬。時(shí)域璐探頭瓣校難技術(shù)鞫顯不聞?dòng)?頻域場探頭校激。 表3 口校準(zhǔn)類型 類型插述 時(shí)域梭準(zhǔn)，技準(zhǔn)使趟時(shí)間變他場，通常是選運(yùn)脈沖。探頭的輸出或者指 t d 示是辭寸域波形，其橫坐標(biāo)襲示時(shí)間，級(jí)艇標(biāo)表示幅度和相位。在校準(zhǔn)報(bào) 告中，校準(zhǔn)維織將提供用予棱準(zhǔn)鮑時(shí)域波形。 f d 頻域校準(zhǔn)。場可能感調(diào)制或者未調(diào)制的。 逶豢，校準(zhǔn)一令揚(yáng)探頭溉嘏凌予設(shè)計(jì)商幫翻造裔靜麓椿說秘書，又取 決予用戶豹實(shí)躲應(yīng)用粒具 搴要求。但是，對于特薤參數(shù)馳測量，其校準(zhǔn)方 法、具體測試指標(biāo)( 蔣適用) 和不確定度( 誤差) 分析將提供繪用戶。 3 。2 校準(zhǔn)方法 本文提供了三種校準(zhǔn)方法，校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)可以使用表( 3 - 3 ) 所列出和定 義的任何方法來校準(zhǔn)壢探頭，其校準(zhǔn)結(jié)果要附帶校準(zhǔn)方法的描述和不確定 度豹數(shù)蹙分輯。 3 2 。l 頻壤校準(zhǔn)熬場探頭方經(jīng) 3 - 2 。1 1 方向秘?fù)胫玫挠叭?( 1 0 1 0 0 0 ) m h z 電場探頭校準(zhǔn)系統(tǒng)的研究第三章電磁場探頭的校準(zhǔn)方法 作為校準(zhǔn)的一部分，需要確定場探頭的方向和位置對接收場測量等級(jí) 的影響。另外，如果在正常操作中使用，則場探頭的附件，例如電纜或者 計(jì)量模塊，將被驗(yàn)證不影響校準(zhǔn)的有效性。校準(zhǔn)的精確度可能被場的擾動(dòng)、 附件( 電纜和計(jì)量模塊) 的損耗等影響，每一設(shè)備都將被驗(yàn)證對方向和位 置的影響以及測量過程中對精確度的影響。 表3 3 三種校準(zhǔn)方法 方法 描述 使用一個(gè)傳遞標(biāo)準(zhǔn)( 與被校準(zhǔn)的場探頭相似的場探頭) 進(jìn)行校準(zhǔn)，它可朔 a 源于國家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室，傳遞標(biāo)準(zhǔn)通常測量和校準(zhǔn)用于校準(zhǔn)受試場探頭的場。 使用實(shí)際計(jì)算的場強(qiáng)進(jìn)行校準(zhǔn)，受試場探頭被放在一個(gè)基于場源的幾何結(jié) b 構(gòu)和場源實(shí)測的輸入?yún)?shù)計(jì)算出的參考場中。 使用基準(zhǔn)( 參考) 場探頭進(jìn)行校準(zhǔn)，它包含有源或者無源的電子器件，并 c且經(jīng)過校準(zhǔn)可溯源到基于國際標(biāo)準(zhǔn)的國家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室，用它來確定用于校 準(zhǔn)受試探頭的場強(qiáng)。 注意：校準(zhǔn)方法c 及其結(jié)果的不確定度僅用于場探頭的校準(zhǔn)，而沒有來自連接器、 電纜、環(huán)境干擾及其他方面特性的不確定度，在實(shí)際應(yīng)用中，這些都可能增加額外 的不確定度。 3 2 1 2 校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的采集 通過選擇各向同性等級(jí)來確定場探頭的校準(zhǔn)位置，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)將被采集 和報(bào)告。注意，如果在各方面可以選擇情況下，場探頭及其接收施加場的 振子天線的末端都要最大化的接近場源。 ( 1 ) 最大接收校正 每一獨(dú)立場探頭的振子天線將被用于最大限度地接收施加場的矢量。 對用于接收場探頭的偶極子天線，都將被認(rèn)為是獨(dú)立的振子天線。最大接 收校正規(guī)定了每一場探頭的獨(dú)立振子天線對于場測量的基本貢獻(xiàn)數(shù)值，還 規(guī)定了每一場探頭的振子天線的性能特性。 ( 1 0 1 0 0 0 ) m h z 電墑探頭校準(zhǔn)累統(tǒng)的研究 第三章電磁場探頭的校準(zhǔn)方法 ) ) 頭 泌銎 ( 1 0 1 0 0 0 ) m h z 電場探頭校準(zhǔn)系統(tǒng)的研究第三章電磁場探頭的校準(zhǔn)方法 探頭 垂童千紙面) 圖3 3 物理副軸校正 3 2 2 時(shí)域校準(zhǔn)的場探頭方位 為了達(dá)到校準(zhǔn)目的，精確的時(shí)域場探頭方位取決于其在實(shí)際使用中是 怎樣配置的。由于時(shí)域場探頭的類型、幾何結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特性的多樣性，則 校準(zhǔn)場探頭的方位也沒有固定的方法。但是，在大多數(shù)場合中，下列校準(zhǔn) 指導(dǎo)方針是十分實(shí)用的。 a ) 通常是尋找下列四個(gè)場值中的一個(gè)或者多個(gè)矢量分量：電場強(qiáng)度e 、 電流通量密度d 、磁流通量密度b 和磁場強(qiáng)度h 。不同的場探頭已經(jīng) 被改進(jìn)和優(yōu)化去測量不同的場值。在大多數(shù)場探頭的應(yīng)用中，儀對于 特定電磁場分量信息是敏感的。僅在極少情況下，必須測量全部場分 量信息。 b 1 校準(zhǔn)場探頭的最大值將按照實(shí)際測量中的配置來完成。所有這些因素 都可能明顯影響所獲得的測量結(jié)果。因此，當(dāng)進(jìn)行場探頭的方位校準(zhǔn) 時(shí)，要仔細(xì)確認(rèn)場探頭所在空間的方位、固定場探頭的方法以及場探 頭與電纜的連接。 c ) 在大多數(shù)情況下，時(shí)域場探頭能夠通過在校準(zhǔn)配置中獲得最大響應(yīng)的 場分量進(jìn)行校準(zhǔn)，要確保最大靈敏度和精確度，以及最小化非期望的 場分量或者其他非期望場值的耦合。 ( 1 0 。1 0 0 0 ) m 玉z 電場探頭棱準(zhǔn)系統(tǒng)的研究第三章屯磁場探頭的校準(zhǔn)方法 3 3 校準(zhǔn)場的產(chǎn)生 3 3 。董菝域瑟酶產(chǎn)生 在校準(zhǔn)方法a ( 參考標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)) 和校猴方法b ( 可計(jì)算場強(qiáng)校準(zhǔn)) 中， 襲( 3 4 ) 列出了用于產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)場的設(shè)鑄和配置。 襲3 ，4 頻域校準(zhǔn)電磁場的產(chǎn)生方法 l 鷺囂糕s 堪注 i 黌麓 攘率夔囂 餐強(qiáng)發(fā)生裝置參考蠡難 l 烈哼意 難e es l d e h9 k h 分2 0 0 m h zt e m c e nb 11 0 9 5 3 - 1 9 9 1 4 5 3 i e e es t d h 9 m z 一1 0 m 姒zh e l m h o l t z 線圈b 22 c 9 5 3 - 1 9 9 1 4 5 4 e h9 k 玨z 一1g h zg 骶m e e b 63 奄液碡室， l 囂e es | d e2 磕l p 4 5 0 c 9 5 3 。l 鱷1 ，b 3 開口波導(dǎo) 4 5 1 3 電波暗室l e e e s t d e4 5 0 p 4 0 g h zb 4 角錐喇叭天線 l ：9 5 3 - 1 9 9 1 。2 5 l e e es i d e3 0 0m h z 一2 6g h z 波導(dǎo)室b 。54 c 9 5 0 一1 9 9 1 ，4 5 2 注纛： l ，張mc e 著符臺(tái)特定條件則可用于5 0 0m h z 阻上。健是在2 憫暾以上，最佳 且墩廣泛接受的設(shè)備是帶有開口波導(dǎo)和角錐喇叭炙線的電波略室。 2 * h e l l i l l l o k 線圈不是場強(qiáng)發(fā)生的晟佳方法，但鼴，當(dāng)不能使用t e mc e l l 產(chǎn)生場強(qiáng) 或精場探頭大于1 1 b mc e n 的使用限值時(shí)，它才被使用。h e l m h o l t z 線潮的使用不適 用于地齲場探頭。 3 一鞘陵醚c e 零是場強(qiáng)發(fā)嶷熬最佳方法。毽是，凌鉸壤數(shù)據(jù)發(fā)生爭議囂幸，它被試為 燕獲褥數(shù)據(jù)蓑可接受靜其縫方法之一。 4 矩形波導(dǎo)室可臻予校準(zhǔn)豫測微波泄漏場的特豫場探頭。 3 3 0 時(shí)域場的產(chǎn)生 在校準(zhǔn)方法a ( 參考標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)) 、校準(zhǔn)力法b ( 可計(jì)算場強(qiáng)校準(zhǔn)) 和 校臻方法c ( 基準(zhǔn)場搽哭校準(zhǔn)) 孛，表( 3 ) 裂出了霸于產(chǎn)蹩舔難校疆 場麴測試設(shè)備。注意，溺為測試室內(nèi)酌發(fā)麓翳求是不同韻，所強(qiáng)顙域梭準(zhǔn) i6 。 ( 1 “搪) m k 奄瑤探頭棱準(zhǔn)氯繞的薪究 第三章電磁囂探頭靜較壤方法 的應(yīng)用也蹙不同的。頻域校猴要求較小的室內(nèi)駐波，其等效于由于輸入輸 斑轉(zhuǎn)擻慧室內(nèi)過渡( 鍘躲彎熬) 茲疆抗不遞續(xù)薅導(dǎo)數(shù)的較小驥波魄 ( s w 拭 。黠蠛控淮要求警內(nèi)輸入轉(zhuǎn)換靜阻抗苓遴續(xù)菲常，j 、，萁輸爨藏囂 靛愛射怒盛濺試纛共雖憩夠敦鞋獲褥有效數(shù)據(jù)。鍘懿，強(qiáng)醚c e l | 藏不鹱 滿足隔檄和室內(nèi)墻壁彎曲的鬻求。 遴囂，辯域場探頭掰予汰速瓣交漕掇( 齏鞭) ，其警數(shù)響應(yīng)袋黧怒毫 流通爨辯魔d 波者磁流通爨密度b ，嗣時(shí)也怒礴于被測帶寬十幾倦的寬 羰設(shè)蕊。溜魏，逶手較漤場髹頭魏濺試設(shè)備邈舔建賽藏露弱。 襲3 4 辯| 域校準(zhǔn)電磁蛹的產(chǎn)擻蠢法 聃僦s 棚 燕型頻率范圍場強(qiáng)發(fā)生裝灝參考標(biāo)準(zhǔn) 1 3 0 9 - 1 9 9 6 l 囂& 薹毛 9 疆z l g kg 覃醞c 毫玨n e瓤6 | e 玨1 0 0 妊救國b g h z 聚焦陰援射線管 n o n e b 9 le h1 0 0 疆l 潲z乎囂援 n eb 7 囂hl o o 硪和2 。g 囂z匱稚傳輸線 n eb 8 i e e es t d e h9 k h 2 0 0 瑚zt e m c e l l 取1 ( 羚s 3 一1 9 9 1 4 5 1 3 3 4 校準(zhǔn)參數(shù) 3 菇。重簇域棱灌參數(shù) 3 4 。l ，l 頻率晚疲 猁率響應(yīng)的校準(zhǔn)取決于個(gè)藏者多個(gè)頻率，也依賴于實(shí)際應(yīng)用。例如， 在微波妒瓣實(shí)默瘦弱中瓣關(guān)注豢矗翡場測耋，慰棱準(zhǔn)莰囂簧對菜一簇熹避 暫精確測量。又翅，在囂m l 溯試熬實(shí)黲疫臻中，劉惹簧棱準(zhǔn)晁母額蠡來 遴葑耪滾滾量。校準(zhǔn)菝煮數(shù)麓將與用戶藕校緩稅梭穗一致，也將被鏹入梭 準(zhǔn)報(bào)錯(cuò)。本章3 4 3 1 提供了頻率響應(yīng)的校準(zhǔn)等級(jí)和詳細(xì)鼷求。 3 4 1 0 動(dòng)態(tài)范潮( 幅值) 動(dòng)態(tài)蓬囂馳校準(zhǔn)取決予一令姨砉多令場強(qiáng)，魄依賴予察瓢應(yīng)爆。鍘皴， ( 1 0 。1 0 0 0 ) m i z 電場探頭技準(zhǔn)蕺統(tǒng)的研究第三章電磁場探頭的梭準(zhǔn)方法 在微波爐的實(shí)際應(yīng)用中對無源或者失效場強(qiáng)的場測量，則校準(zhǔn)儀需要對某 一矚僮逶舒精確測量。又如，e m l 測試的實(shí)際應(yīng)塌，則需要校凇每一使 掰簇贏的三個(gè)輻篷邀警，來對詫送孳亍耩確溯獗。每一校灌頻點(diǎn)瓣被測場強(qiáng) 幅德數(shù)目將與用戶和梭猴機(jī)構(gòu)相一致，也將被記入校準(zhǔn)報(bào)告。術(shù)章3 4 3 2 掇供了動(dòng)態(tài)范圍的校準(zhǔn)樣級(jí)和詳細(xì)要求。 3 4 1 3 各向同性 愛壽各窩目毪弱強(qiáng)爻豹各蠢羈毪穩(wěn)盛幫將梭浮蘩。緩攥頭豹鑫霆囂洼 怒很難測量的，因此經(jīng)常測量各向異性，番翻異性是響應(yīng)最大德與最小值 的幾何平均值的最大偏麓，場探頭通過平方率或者線性域來獲得商效的數(shù) 據(jù)。本章3 4 3 - 3 提供了蒜向同性的校準(zhǔn)等級(jí)和詳細(xì)要求。關(guān)于備向異性 懿簿式翔下： 矧嘶【最】 式中，s 一功率密度比的幅值。 簸囂 瓜糍峨幢蓉】 ( 3 1 ) ( 3 2 ) 式巾，s 一場強(qiáng)的幅緞。 3 4 1 4 響應(yīng)時(shí)問( 可選) 如圖( 3 4 ) 所示，潞場是階梯函數(shù)時(shí)，場探頭的響應(yīng)時(shí)間被定義為 l 表到場探頭穩(wěn)態(tài)場毽夔9 0 隧所需豹隧潮。瓣聞測量將包括鎂褒攘羧濾 波效應(yīng)、模數(shù)轉(zhuǎn)換速壤秘抽樣速度。 響應(yīng)時(shí)間必須在實(shí)際應(yīng)用中考慮，其場探頭可能儀處在場中很短時(shí) 間，例如：1 ) 使用多傳感器的探頭來測量個(gè)場，其中每個(gè)傳感器的 輸搬均通過計(jì)量設(shè)備漿櫸瓢處理；2 ) e m l 測試中的探頭是掃頻測試自動(dòng) 校覆系統(tǒng)瓣一零分。 ( 1 0 一1 0 0 0 ) m h z 電螨探頭校準(zhǔn)髹統(tǒng)的研究 第三章電磁場探頭的校準(zhǔn)方法 響應(yīng)時(shí)間的測量值怒從輸入信號(hào)產(chǎn)生至場探頭指示第一次超過穩(wěn)態(tài) 焦9 0 的時(shí)聞。此方法瞧攝場搽頭的測試準(zhǔn)備瞧應(yīng)時(shí)間，因此褥蝰了最 差情況的結(jié)果，而且響廒時(shí)間也不是必須測量而怒可選擇的。本章3 4 3 4 捉摸了鐫瘟瓣麓瓣鉸準(zhǔn)等級(jí)窩詳綱要求。 l0 嵇 釜 b o 彘 鑫0 v 刪 馨40 2 0 拜同一 圖3 _ 4 典型響應(yīng)時(shí)間曲線 3 0 1 - 5 時(shí)間常數(shù)( 可選) 某些場探頭用于脈沖峰值測爨，其中包括測爨旋轉(zhuǎn)波束雷達(dá)灼能量密 度，對于這些應(yīng)用，必須已知場探頭的時(shí)間常數(shù)。通常使用探頭的計(jì)量儀 表的輸滋來測量孵闋常數(shù)。本拳3 ，4 3 。5 提供了瓣閩常數(shù)的校準(zhǔn)等級(jí)和詳 細(xì)要求。與照度周期的最大保持計(jì)量指示值相關(guān)的等式為； k ：鱉。1 一e 一，7 ( 3 3 ) e 。 式串，o l d 一。蘩大計(jì)量指示僮； e 。連續(xù)波指示使； x 最大保持指示率( 照發(fā)不變時(shí)的最大蜜際值) ； 量時(shí)間常數(shù)； t 照度周期。 3 。l ，6 調(diào)制( w 選) ( 1 0 1 0 ) m h z 電場探頭校準(zhǔn)系統(tǒng)的研究第三；三章電磁場探頭的枝準(zhǔn)方法 對于e m c 灝l 試經(jīng)常需要測試場的調(diào)制，這取決于e m c 測試的具體 要求，因瑟場搽頭豹較懣霹憩毳黎在一個(gè)謾劍場中進(jìn)孬，蕊且場攆頭匏其 他應(yīng)用也可能需隳在調(diào)制情況下測量場強(qiáng)值。對于e m c 測試，調(diào)制通常 怒a 鹺或者隧搿。翅溺霉畜對凌被餃矮，鯛磐簇率調(diào)弱( 嗣) 、耀整調(diào) 制( p m ) 、頻移鍵控( f s k ) 等等。大多數(shù)場探頭對上述調(diào)制沒肖響應(yīng)， 鱺栗是逡續(xù)渡( c w ) 羽大多數(shù)場探頭試為是f m ，只有一些其霄接收橇 功能的復(fù)雜場探頭能夠蛾測上述調(diào)制方式，因此在調(diào)制場中校準(zhǔn)場探頭也 不是必籟的。本章3 4 3 6 提供了調(diào)銅的梭準(zhǔn)等級(jí)和詳細(xì)簧求。 3 0 。2 隧域技準(zhǔn)參數(shù) 用于時(shí)域瞬時(shí)測量的探頭必須被校準(zhǔn)以確定冀瞬時(shí)測艇的精確度。脈 瀋傈真纛是探頭鶼輸密鬟奉l 天射場波形豹真實(shí)程波，鍘懿，如票入身于場是 理想的階梯波，則階梯波輸出信號(hào)的偏差以及場探頭靈敏度的規(guī)范，包括 震敏度、上升時(shí)聞、下降時(shí)闖、過沖和場探頭晌成的振鈴。時(shí)域探頭的帶 寬是頻響的露有帶寬，邋卷是饅髑帶寬的2 0 倍或蠹更多，并且夠用于 頻域測量。 3 囊2 。l 蠛度 幅度校準(zhǔn)是探頭靈敏度的校凇。靈敏度是探頭將電磁場分量轉(zhuǎn)換為電 露號(hào)戇轉(zhuǎn)移函數(shù)，鍵蟊將v _ 黼轉(zhuǎn)換蔻v 。毫怒探頭熬曩敏度是繪定戇， 必須校猴給定值。與實(shí)際探頭響應(yīng)的偏差。對于基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)探頭，校準(zhǔn)是根據(jù) 其幾何數(shù)據(jù)幫麥克簸韋方程組來避行靜。兩對于箕鑣探頭，曩|(zhì) j 是通過與基 礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)探頭的比較來完成的。 3 4 2 2 動(dòng)態(tài)范麗 動(dòng)態(tài)范圍的校準(zhǔn)根掇實(shí)際應(yīng)用可以農(nóng)一個(gè)或蠢多個(gè)場強(qiáng)下遴褥。例 如，許多時(shí)域探頭用于測量模擬核電磁脈沖( e m p ) ，其場強(qiáng)變化從幾千 w 斑壹弱空氣鑫蹇強(qiáng)度( 丈終3 撻w m ) 。逶豢，在 霉蹇鮑場強(qiáng)下校難 ( i 曲l o ) m k 電場探頭棱礁系統(tǒng)的磺究第三章瞧磁場探頭盼菠準(zhǔn)方法 是不翅實(shí)囂豹，毽是，磐栗能夠 歪臻低邀平靜場強(qiáng)是線性豹，則探頭豹線 性性能是假定的，而嗽予跳火也是受限非線性因素。被測場強(qiáng)幅值的數(shù)量 將毒瓣戶與校準(zhǔn)祝校采統(tǒng)一。本章3 霹。3 2 鬟供了動(dòng)態(tài)范鋈豹羧灌等級(jí)潤 詳細(xì)袋求。 3 4 2 3 上升時(shí)闖 上丹時(shí)間楚第一次躍遷的持續(xù)時(shí)間。通過測試系統(tǒng)進(jìn)行測燧時(shí)，測試 系統(tǒng)的上升時(shí)間至少眈校準(zhǔn)探頭的上升時(shí)間快5 倍。如果不可行，則測試 系統(tǒng)必須比搽頭豹速度快，并且列用反卷積技術(shù)來確定傳感器的上勢時(shí) 間。 3 。4 2 毒下簿時(shí)潤( 衰落) 下降時(shí)間是最后次躍遷的持續(xù)時(shí)間。通過測試系統(tǒng)進(jìn)行測量時(shí)，測 試系統(tǒng)靜酚躍奄壓時(shí)潤至少魄校準(zhǔn)搽頭靜下酶瓣聞浚5 倍。 3 。4 2 s 過沖和振鈴 過沖是探頭響應(yīng)超過階躍輸入響應(yīng)最終溺登電平豹電平德。有時(shí)勢了 實(shí)現(xiàn)快速的上丹時(shí)間，過沖是震要的，但是它不是過度。振鈴是當(dāng)探頭晌 應(yīng)欠阻尼時(shí)出現(xiàn)的阻尼振蕩。如果過沖和振鈴?fù)瑫r(shí)出現(xiàn)，貝4 連閽上升時(shí)間 一起投測量。 3 4 3 校準(zhǔn)等級(jí) 對于場探頭的各種參數(shù)特往，在實(shí)際應(yīng)用牽其校疆?dāng)?shù)量或者范圍龜楚 相應(yīng)變化的，可對每特性使用不同的校準(zhǔn)等級(jí)，其校準(zhǔn)等級(jí)將在校準(zhǔn)組 織與用戶間達(dá)成一致，并且必須規(guī)寇在校準(zhǔn)報(bào)告中。若按照i e e es t d 1 3 0 9 - 1 9 9 6 標(biāo)準(zhǔn)來校準(zhǔn)攘頭，則必須憊援適當(dāng)?shù)男?zhǔn)等級(jí)和頻率范圍，或 者列出詳細(xì)的測試頻率以及相對應(yīng)的條件和數(shù)據(jù)。 3 。4 3 蔗頻率礁應(yīng) 襲( 3 6 ) 提供了場探頭頻率響應(yīng)的8 個(gè)校準(zhǔn)等級(jí)。 ( 1 0 l 0 ) m k 電場探頭校準(zhǔn)系統(tǒng)的研究 第三章 電磁場探頭的校準(zhǔn)方法 表3 6 頻率響應(yīng)校準(zhǔn)等級(jí) 類型 描述 注意 f 1 單一頻點(diǎn) f 2 三頻點(diǎn)：起始頻點(diǎn)、中間頻點(diǎn)和終止頻點(diǎn) f 3 每十進(jìn)制內(nèi)3 個(gè)頻點(diǎn) 1 f 4 每十進(jìn)制內(nèi)1 0 個(gè)頻點(diǎn) 1 ，2 f 5 每十進(jìn)制內(nèi)3 0 個(gè)頻點(diǎn)1 ，2 f 6 每十進(jìn)制內(nèi)1 0 0 個(gè)頻點(diǎn) 1 ，2 不適用，時(shí)域( t d ) 校準(zhǔn) f z 用戶要求 注意： 1 一頻率包括校準(zhǔn)頻率范圍的起點(diǎn)和終點(diǎn)。指定十進(jìn)制的起始頻率，用來線性分隔 剩余頻率。山于大多數(shù)頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀和器他測試設(shè)備均顯示線性刻度， 所以線性分隔也是指定的。 2 - 如果用戶要求或者實(shí)際應(yīng)用需要，也可使用對數(shù)分隔，并被記入校準(zhǔn)報(bào)告。 3 4 3 2 動(dòng)態(tài)范圍 表( 3 7 ) 提供了場探頭動(dòng)態(tài)范圍的3 個(gè)校準(zhǔn)等級(jí)。 表3 7 動(dòng)態(tài)范圍校準(zhǔn)等級(jí) 類型 描述 每一選定頻點(diǎn)或者時(shí)域脈沖類型的單一電平。此電平是探頭動(dòng)態(tài)范圍 a 1 的線性平均值，除非在校準(zhǔn)報(bào)告中另外注明。 每一選定頻點(diǎn)或者時(shí)域脈沖類型的三個(gè)電平作為最小值。此電平是 - 1 ) 在探頭的指定靈敏度1 0 以內(nèi)的電平。 a 2 一2 ) 在探頭的動(dòng)態(tài)范網(wǎng)1 0 以內(nèi)的電平。 一3 ) 在探頭的指定晟大指示能力1 0 以內(nèi)的電平。 a 3 每一選定頻點(diǎn)或者時(shí)域脈沖類型的多個(gè)電平作為最小值。 3 4 3 3 各向同性 表( 3 1 8 ) 提供了場探頭各向同性的5 個(gè)校準(zhǔn)等級(jí)。 ( 1 0 ，1 0 0 0 ) m 屯場探頭校準(zhǔn)系統(tǒng)的研究第三章屯磁場探頭的校準(zhǔn)方法 表3 8 各向同性校凇槨級(jí) 類型 描述 l l 測囊酌備囊弱牲( 便瓣予繁轆援頭) 毪 疆大接收校正的吾商嗣性 1 3 物理主軸校正的各向闊性 1 4 物理副軸校正的各向嗣性 辮戶要求軸向的各向同性 3 。4 _ 3 0 嘖應(yīng)l f | 聞( 霹選) 表( 孓9 鬟鬟攢探頭蘸瘟薅潤靜2 令鉸準(zhǔn)等緩。注意，詫壤瘸子確 認(rèn)探頭的指定響應(yīng)時(shí)湖( 硼如探頭置于電磁場中幾秒鐘后產(chǎn)生宥效顯示) 。 表3 9 響應(yīng)時(shí)間梭凇等級(jí) 類型描述 r o 非測量的響應(yīng)時(shí)闕 聚l濺囊的響應(yīng)薅麓 3 4 0 。s 時(shí)聞常數(shù)( 筲濾) 表( 3 1 0 ) 提供了場探頭時(shí)間常數(shù)的2 個(gè)校準(zhǔn)等級(jí)。注意，此項(xiàng)用于 確認(rèn)探頭的指定響應(yīng)時(shí)問( 例如探頭置于電磁場中幾秒鐘后產(chǎn)嫩有效顯 示) ，兩且具有明確的繪定數(shù)據(jù)( 時(shí)聞常數(shù)) ，繪定數(shù)據(jù)能夠用于調(diào)制場或 密溺數(shù)場懿場強(qiáng)糖鞠瀏爨( 搦螽，雷達(dá)發(fā)騖| 稅豹場強(qiáng)弱量) 。 表3 1 0 時(shí)間常數(shù)梭準(zhǔn)等級(jí) 類型描述 1 1 0 非測量的時(shí)間常數(shù) t l 測量的時(shí)間常數(shù) 3 。| 0 石諼涮( 霹選) 表( 3 n ) 提供了探頭調(diào)翎的3 個(gè)校凇等級(jí)。 表3 1 1 調(diào)制測墩等級(jí) 類型描述 m o 使用來調(diào)制平面波場 m l 調(diào)露l 臻，除平垂波場棱準(zhǔn)之終 疆x 不逶翔，萎孝域( e ) 校礁 ( 1 0 1 ( ) 0 0 ) m l z 電場探頭校準(zhǔn)系統(tǒng)的研究 第三章電磁場攆敦的梭準(zhǔn)方法 3 s 校準(zhǔn)技術(shù) 3 5 董傳遞標(biāo)準(zhǔn)探頭 本方法要有一個(gè)融精確校準(zhǔn)且穩(wěn)定可靠的探頭作為“傳遞標(biāo)準(zhǔn)”，它 可用于測量射頻場強(qiáng)發(fā)嫩器、天線或者能mc e l l 產(chǎn)生的場強(qiáng)。傳遞標(biāo)準(zhǔn) 探頭位于標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)場內(nèi)間一位置，被校準(zhǔn)探頭的計(jì)量儀表讀數(shù)號(hào)傳遞標(biāo)準(zhǔn) 探頭獲得夔已翔場測爨鑲穰魄較。在此_ 遘援巾，捷薅繡強(qiáng)發(fā)生器寒產(chǎn)生在 攆頭校準(zhǔn)區(qū)域內(nèi)籍合辯攫數(shù)氌和時(shí)聞常數(shù)的場。詫方法可達(dá)翻大約2d b 至3d b 的精確度，如果特別注意則可撮商精確度，其優(yōu)點(diǎn)燃方便、可 靠和簡單。 當(dāng)使用傳遞標(biāo)準(zhǔn)采校準(zhǔn)其他探頭時(shí)，誒熬源可能來自兩個(gè)撩必接收模 式豹差霧。弱襻，在贛瓣俸魏運(yùn)囊中，探頭敏感區(qū)域夔有效尺寸怒霪要戇。 理想上，傳遞標(biāo)準(zhǔn)和校準(zhǔn)探頭是等效的，瀨于探頭、電波暗室、其他場強(qiáng) 發(fā)生器與近場梯度之間的多徑效應(yīng)，校準(zhǔn)成在自由變化的空間場中進(jìn)行。 實(shí)際上，傳遞標(biāo)準(zhǔn)和校凇探頭是不等效的，需要通過計(jì)算來確定校準(zhǔn)的不 確定度。在疆mc 。l l 躐老平行援傳輸系綾哮l ，擐頭與套室黲瓣叛( 中心 掇) 和壁板豹電容藕合氌將產(chǎn)生校準(zhǔn)誤蓑。 傳遞標(biāo)準(zhǔn)探頭應(yīng)穩(wěn)定、耐用和不易損壞，并且有較大的動(dòng)態(tài)范圍和較 寬的頻率范圍。 3 s 。2 工作標(biāo)準(zhǔn)探頭 傳遞標(biāo)準(zhǔn)探頭麓于校準(zhǔn)一系列工終括猿探頭。作為傳遞揀獠，兩者將 魑嗣一類型的，并且在測試小室中進(jìn)行比較。這些工作標(biāo)準(zhǔn)探頭的絕對校 準(zhǔn)精確度低于傳遞標(biāo)準(zhǔn)探頭，并且應(yīng)有詳細(xì)記錄，因此能夠用于產(chǎn)品級(jí)探 頭的常規(guī)校準(zhǔn)，從而繯誕傳遞標(biāo)準(zhǔn)不被損壞。工作標(biāo)準(zhǔn)探頭需要定期囂校 壤秘繯莽。 ( 1 0 1 呻o ) m i z 電蛹探頭校準(zhǔn)蒹繞的研究 第三章電馘場探頭的授準(zhǔn)方法 3 5 3 頻域校準(zhǔn)技術(shù) 攘域狡準(zhǔn)技術(shù)寢焉梭準(zhǔn)方法a 纛校漆方法黔( 覓本耄3 2 1 1 褒3 3 ) ， 包括本顰3 2 1 被校準(zhǔn)場探頭在已知場中的方位以及本章3 4 1 校凇參數(shù)的 特性。本章3 。2 1 提供了每一種場強(qiáng)發(fā)童方法的輿體技術(shù)和詳細(xì)甏求，本 章3 4 。3 還提供了每一參數(shù)特性的校準(zhǔn)等級(jí)和詳綱要求。 3 5 3 1 導(dǎo)線或者電纜的影響 連接場探頭豹導(dǎo)線或者電纜將被定像使其對場的影昀最小訖。通常， 使導(dǎo)線或者電纜與入射電場矢量或者分?jǐn)\相垂真，場探頭的導(dǎo)線或者電纜 運(yùn)褰入辮場漯，傻天慧場源與搽頭豹導(dǎo)線或者毫纜之閡懿距離最大純。譬 線或者電纜的定位將在熬個(gè)校準(zhǔn)過程中保持一致，這將莉利于用戶使用， 著在較準(zhǔn)掇告串逶行適聚。勇姊，如栗梭準(zhǔn)橇褐夠逶逡測試或者萁純方 法使導(dǎo)線或者電纜的位援沒有明顯影響，這將有利于用戶使用，并在校準(zhǔn) 報(bào)告中進(jìn)行記榮。 3 s 3 2 頻域校猴技術(shù) 根據(jù)所需頻率范圍和場類型，從表( 3 4 ) 中選擇場強(qiáng)發(fā)生裝置。為 了精確滟可重復(fù) 生測量，應(yīng)采取下歹4 終寒條終： a ) 電臌駐波比( v s w r ) 應(yīng)最小化，它可用定向耦合器和功率計(jì)或者網(wǎng) 絡(luò)分褥搜遂褥測量。 b 1 可用頻率范闌內(nèi)的設(shè)備阻抗成為5 0o ，除非制造商另有說明，阻抗可 焉時(shí)域反射計(jì)或者兩絡(luò)分輯僅進(jìn)行測囂。 曲選擇的場強(qiáng)發(fā)生裝置可用于單一模式的頻率藏圍。 d ) 場強(qiáng)發(fā)生裝疆的最大測試體積如下： 1 1 玨mc e l l 和g t e mc e l 內(nèi)底板黧隔板瞄離度的三分之一。 2 ) 矩形波導(dǎo)內(nèi)波導(dǎo)體積的三分之一。 3 ) 瞧波暗器的葬區(qū)。 ( 1 0 1 0 0 0 ) m h 匕電場探頭校準(zhǔn)系統(tǒng)的研究第三章電磁場探頭的校準(zhǔn)方法 鍆h e l m h o l t z 線圈內(nèi)線圈半徑的十分之一。 注意：1 ) 和2 ) 的約束條件是由于負(fù)載的影響。 e 1 有效連續(xù)波測量中有效輸入功率的諧波分量應(yīng)小于基本值至少3 0 d b ，可用頻譜分析儀、射頻接收機(jī)、或者功率計(jì)和濾波器進(jìn)行測量。 d 地面場探頭應(yīng)與選擇的場強(qiáng)發(fā)生裝置的地面有適當(dāng)接觸。 曲場探頭的固定裝置應(yīng)對場的擾動(dòng)最小化。 ( 1 ) 頻率響應(yīng)或者動(dòng)態(tài)范圍校準(zhǔn)技術(shù) 具體校準(zhǔn)技術(shù)如下： a ) 選擇已校準(zhǔn)和功能性確認(rèn)的場強(qiáng)發(fā)生裝置。 b ) 確認(rèn)場探頭滿足全部現(xiàn)場測試要求，例如檢查場探頭是否超出場強(qiáng)發(fā) 生裝置的最大體積要求。 c ) 確定場探頭的方位，使其某一個(gè)方向與入射場方向相一致。應(yīng)選擇和 記錄場探頭的方位，選擇的方位應(yīng)是可重復(fù)測試或者日常使用中的方 位。 d ) 根據(jù)每一設(shè)備預(yù)先選擇的頻率和場電平，設(shè)置要求的頻率和場電平， 并記錄與之相對應(yīng)的場探頭響應(yīng)。 ( 2 ) 各向同性校準(zhǔn)技術(shù) 各向同性校準(zhǔn)是為場探頭的特性而設(shè)計(jì)，不提供單一方向探頭的一致 性信息?；谌S正交設(shè)計(jì)的探頭，其旋轉(zhuǎn)軸應(yīng)為坐標(biāo)軸或者虛軸，如圖 ( 3 5 ) 所示。如果探頭不是基于三維