一种电磁混响室场强分布特性自动校准方法技术

本发明专利技术公开了一种电磁混响室场强分布特性校准方法。使用本发明专利技术能够利用8个场强探头同时对电磁混响室的场强进行测试，获得场强分布特性，精度高，速度快。利用空间场强传感器感应空间100MHz～18GHz射频微波电磁场信号，并将射频微波信号转换成直流信号，经数据处理和编码通过电光转换器后由光纤将八路信号同时传输到数据接收单元，并在中央处理单元进行电磁混响室场强分布特性计算处理。用以解决空间宽频带电磁场分布特性的准确测量，场强幅度测量范围为1V/m～200V/m，测量不准确度1.5dB。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线电计量
，具体涉及一种电磁混响室场强分布特性校准方法。
技术介绍
目前国内对混响室空间射频电磁场的研宄主要关注参数单个参数测试方法研宄、单个或几个参数的测试方法及自动控制，然而单点测试结果不能有效体现混响室场强的实时分布特性，不能实现对电磁混响室性能进行综合测量和评价的校准验证，而目前也尚未查到对场强探头校准位置和多探头多测点同时进行工作的相关研宄，因此本专利技术需要开展多探头多测点同时进行测试的方法，并对场强探头校准位置等参数设置进行研宄。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种电磁混响室场强分布特性校准方法，能够利用8个场强探头同时对电磁混响室的场强进行测试，获得场强分布特性，精度高，速度快。本专利技术的电磁混响室场强分布特性校准方法，包括如下步骤:步骤I，安装校准装置:所述校准装置由传感器支架、场强传感器和中央处理单元组成；其中，传感器支架包括2个导向块、支撑杆和升降装置；导向块安装在支撑杆上，并能沿支撑杆上下运动，2个导向块之间存在一定的距离；每个导向块周向均匀布置8个延伸杆，延伸杆4长4短，长、短延伸杆交错分布，每个延伸杆上固定安装一个场强传感器，升降装置安装在支撑杆底部；各场强传感器分别通过光纤与中央处理单元连接；步骤2，将传感器支架放置在混响室中心位置，根据混响室大小调节导向块高度并选择8个长度一致的延伸杆上的场强传感器，令8个场强传感器沿传感器支架周向均匀分布；步骤3，设定信号发生器频率和混响室搅拌器搅拌角度，向混响室内发射微波信号，选定的场强传感器接收当前信号下的场强信号并转换为直流信号经光纤传输给中央处理单元，中央处理单元接收场强传感器发送的直流信号，根据事先获得的直流信号与三维电磁场场强的分段线性关系曲线获得电磁场场强数据，即获得8个传感器所在位置的X、Y、Z三向电磁场的场强，以及Χ、Υ、Ζ三向的电磁场的场强最大值；步骤4，改变混响室搅拌器搅拌角度，重复步骤3，获得当前频率下所有搅拌角度下的电磁场场强数据；步骤5，改变信号发生器频率，重复步骤3?步骤4，获得全频率下电磁场场强数据，然后利用贝塞尔公式统计分析场强数据，获得场均匀性结果，对混响室的场强分布进行校准。有益效果:本专利技术结合现有的电磁测量仪器，研制了八探头光纤场强自动监测装置，提出并实现了电磁混响室空间场分布特性自动校准方法，具体实现过程为:设计了专用定位支架及自动升降控制器，性能参数自动校准控制软件等，通过软件控制支架的运动，同时自动采集场强参数，通过计算机内部计算实现了电磁混响室工作区空间场均匀性、插入损耗、负载因子及加载因子、腔室加载系数等参数的自动校准，实现电磁混响室射频微波电磁场分布实时测量，频率范围宽，动态范围，填补了电磁混响室性能目前没有办法计量的空白，为编制《电磁混响室性能校准规范》和不确定度分析评定提供了硬件支持，创造了试验条件，提供校准数据，光纤信号传输抗干扰性强，使用方便，适合于科研生产、远距离电磁场分布测量，特别适合工业、环保、通信、武器装备等射频微波电磁场试验、校准。【附图说明】图1为电磁混响室场强分布特性校准方法中硬件结构原理图。图2为自动校准支架结构图。图3为导向块延伸杆结构示意图。图4为场强传感器校准安装示意图。其中，1-支撑杆，2-导向块，3-场强传感器，4-升降装置，5-延伸杆。【具体实施方式】下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。本专利技术提供了一种电磁混响室场强分布特性校准方法，首先建立如图1所示的测试系统，所述测试系统包括8个相同的场强传感器、传感器支架以及中央处理单元，其中，传感器支架设置在场强内，场强传感器安装在传感器支架上，场强传感器通过光纤与中央处理单元连接，八个场强传感器同时感应空间X、Y、Z三向电磁场信号，并将这8路信号经光纤同时传递给中央处理单元进行数据处理，获得电磁混响室场强分布特性。所述传感器支架如图2所示，包括2个导向块(分别称为第一导向块和第二导向块)、支撑杆和升降装置，其中，导向块安装在支撑杆上，并能在支撑杆预设的导槽内上下活动，每个导向块周向均匀向外延伸有8个方向的延伸杆，8根延伸杆为4长4短，长、短延伸杆交错分布，场强传感器安装在延伸杆上，如图3所示。2个导向块之间存在一定的距离，升降装置安装在支撑杆底部，通过拉绳运动带动导向块沿支撑杆轴心上下滑动，通过这样的设计可以改变场强传感器的安装位置，保证探头校准位置的实时改变和准确定位。校准时，选择8个长度一致的延伸杆上的场强传感器接收混响室场强信号，如图4所示，图4中，“O”表示安装在第一导向块上的场强传感器，“X”表示安装在第二导向块上的场强传感器。其中，可以将支撑杆分为四段，每一段为一个空心圆柱体Φ 100mm，上一段同心管段通过螺杆与下一段同心管段连接，可以保证上、下两段结构体的直线性，并完成结构件的架接和固定。支撑杆注重结构强度和重量的关系，同时保证导向块沿空心圆柱体平稳运行。考虑到电磁混响室内驻波场容易受到金属等材料干扰，影响传输方向，同时还有需要保证结构的强度，故本专利技术导向块和升降装置采用非金属材料，这样既可以减轻导向块和升降装置的重量，又能保证结构的强度并能降低支架对场的干扰。支撑杆的底部采用钢材焊接成一方形平台，从平台外伸四个支撑体，支撑体上安装有万向移动轮，一方面便于校准前的整体结构的移动定位，适应不同场地使用要求；另一方面四个支撑体与平台铰链连接，支撑体可收可放，使整体结构便于运输和携带。在方形平台结构框架内，内部安装有小电机、驱动机械、控制电路等，受操作者控制带动导向块的升、降和定位功能，从而实现8个检测传感器的移动和定位，无其他运动即可满足方法需要，完成混响室校准工作。为了保证采样时电磁场稳定性、均匀性，本专利技术采用八个场强传感器同时感应空间X、Y、Z三向电磁场信号，其中，场强传感器内部包含偶极子传感器、信号调理部分、数据采集部分、传感器CPU部分、光电转换和电光转换部分和电池部分。其中，在传感器CPU部分的控制下，偶极子传感器用于感应采集场强信当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁混响室场强分布特性校准方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，安装校准装置：所述校准装置由传感器支架、场强传感器和中央处理单元组成；其中，传感器支架包括2个导向块、支撑杆和升降装置；导向块安装在支撑杆上，并能沿支撑杆上下运动，2个导向块之间存在一定的距离；每个导向块周向均匀布置8个延伸杆，延伸杆4长4短，长、短延伸杆交错分布，每个延伸杆上固定安装一个场强传感器，升降装置安装在支撑杆底部；各场强传感器分别通过光纤与中央处理单元连接；步骤2，将传感器支架放置在混响室中心位置，根据混响室大小调节导向块高度并选择8个长度一致的延伸杆上的场强传感器，令8个场强传感器沿传感器支架周向均匀分布；步骤3，设定信号发生器频率和混响室搅拌器搅拌角度，向混响室内发射微波信号，选定的场强传感器接收当前信号下的场强信号并转换为直流信号经光纤传输给中央处理单元，中央处理单元接收场强传感器发送的直流信号，根据事先获得的直流信号与三维电磁场场强的分段线性关系曲线获得电磁场场强数据，即获得8个传感器所在位置的X、Y、Z三向电磁场的场强，以及X、Y、Z三向的电磁场的场强最大值；步骤4，改变混响室搅拌器搅拌角度，重复步骤3，获得当前频率下所有搅拌角度下的电磁场场强数据；步骤5，改变信号发生器频率，重复步骤3～步骤4，获得全频率下电磁场场强数据，然后利用贝塞尔公式统计分析场强数据，获得场均匀性结果，对混响室的场强分布进行校准。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱显明，朱传焕，张恒萍，唐君，杨宏雁，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：湖北;42