一种测量瞬态电磁场的探头制造技术

本申请公开了一种测量瞬态电磁场的探头，包括满足电小尺寸条件、用于感应其所在空间的电磁场信息的天线，第一负载，第二负载，其中，天线包括带有两个对称间隙的环形铜箔，两个间隙分别连接第一负载和第二负载，第一负载和第二负载相同；分别与第一负载和第二负载连接、用于获取第一负载的电流信号和第二负载的电流信号的转换模块；与转换模块连接、用于根据第一负载的电流信号和第二负载的电流信号得到电场强度信息和磁场强度信息的处理模块；用于为天线、转换模块、处理模块供电的电源模块。本申请中的天线相当于偶极子天线和磁环的叠加，可以同时得到电场强度信息和磁场强度信息，避免重复多次测试，提高了测试效率。

A probe for measuring transient electromagnetic field

【技术实现步骤摘要】
一种测量瞬态电磁场的探头
本申请涉及电磁辐射领域，特别是涉及一种测量瞬态电磁场的探头。
技术介绍
雷电是自然界天气的常见现象，同时也是能量最强的一种十分短暂的电磁辐射。电气设备和通讯设备在强电磁场环境下极易受到电磁干扰，为了避免电磁脉冲的能量对电气设备和通讯设备造成危害，需要对设备施加合理的保护措施。而这一切的前提是对电磁辐射产生的瞬态电磁场进行准确测量，现有的多种测量瞬态电磁场的方案，均需要通过单独的探头来分别测量其所在空间的电场强度信息和磁场强度信息，操作较为繁琐，且两个探头存在测量时间差，测试时间较长，测试效率低。因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种测量瞬态电磁场的探头，可以同时得到电场强度信息和磁场强度信息，避免重复多次测试，提高了测试效率。为解决上述技术问题，本申请提供了一种测量瞬态电磁场的探头，包括满足电小尺寸条件、用于感应其所在空间的电磁场信息的天线，第一负载，第二负载，其中，所述天线包括带有两个对称间隙的环形铜箔，两个所述间隙分别连接所述第一负载和所述第二负载，所述第一负载和所述第二负载相同；该探头还包括：分别与所述第一负载和所述第二负载连接、用于获取所述第一负载的电流信号和所述第二负载的电流信号的转换模块；与所述转换模块连接、用于根据所述第一负载的电流信号和所述第二负载的电流信号得到电场强度信息和磁场强度信息的处理模块；用于为所述天线、所述转换模块、所述处理模块供电的电源模块。优选的，所述天线为绘制在印刷电路板上的印刷天线。优选的，所述转换模块包括：与所述第一负载连接、用于获取所述第一负载的电流信号的第一跨导放大器；与所述第二负载连接、用于获取所述第二负载的电流信号的第二跨导放大器。优选的，所述处理模块包括：第一输入端与所述第一跨导放大器连接、第二输入端与所述第二跨导放大器连接的求和模块，用于对所述第一负载的电流信号和所述第二负载的电流信号进行求和处理，得到第一电量信号；第一输入端与所述第一跨导放大器连接、第二输入端与所述第二跨导放大器连接的求差模块，用于对所述第一负载的电流信号和所述第二负载的电流信号进行求差处理，得到第二电量信号；与所述求和模块的输出端及所述求差模块的输出端连接的转化模块，用于将所述第一电量信号转化为磁场强度信息，将所述第二电量信号转化为电场强度信息。优选的，所述求和模块包括第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第五电阻，电容，第一运算放大器，其中：所述第一电阻的第一端用于接收所述第一负载的电流信号，所述第二电阻的第一端用于接收所述第二负载的电流信号，所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第二端及所述第一运算放大器的同相输入端连接，所述第三电阻的第一端分别与所述第四电阻的第一端及所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第三电阻的第二端与所述电容的第一端连接，所述电容的第二端接地，所述第四电阻的第二端分别与所述第一运算放大器的输出端及所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端用于输出所述第一电量信号，所述第一运算放大器的电源端与所述电源模块连接。优选的，所述求差模块包括第六电阻，第七电阻，第八电阻，第九电阻，第十电阻，第二运算放大器，其中：所述第六电阻的第一端用于接收所述第一负载的电流信号，所述第七电阻的第一端用于接收所述第二负载的电流信号，所述第六电阻的第二端分别与所述第二运算放大器的反相输入端及所述第八电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端分别与所述第二运算放大器的同相输入端及所述第九电阻的第一端连接，所述第九电阻的第二端分别与所述第八电阻的第二端、所述第二运算放大器的输出端、所述第十电阻的第一端连接，所述第十电阻的第二端用于输出所述第二电量信号，所述第二运算放大器的电源端与所述电源模块连接。优选的，该探头还包括设于所述转换模块和所述处理模块之间的光纤收发模块，所述光纤收发模块包括：第一端与所述转换模块连接、第二端与光纤连接、用于对所述第一负载的电流信号和所述第二负载的电流信号进行电光转换，分别得到第一光信号和第二光信号的发送单元；用于传输所述第一光信号和所述第二光信号的所述光纤；第一端与所述光纤连接、第二端与所述处理模块连接、用于对所述第一光信号和所述第二光信号进行光电转换，分别得到所述第一负载的电流信号和所述第二负载的电流信号的接收单元。优选的，该探头还包括：与所述处理模块连接、用于将所述电场强度信息和所述磁场强度信息发送至终端，以便所述终端显示与所述电场强度信息和所述磁场强度信息对应的信息的数据传输模块。优选的，所述数据传输模块为无线数据传输模块。优选的，所述终端为网络分析仪或具有傅里叶变换功能的示波器。本申请提供了一种测量瞬态电磁场的探头，包括满足电小尺寸条件、用于感应其所在空间的电磁场信息的天线，第一负载，第二负载，其中，天线包括带有两个对称间隙的环形铜箔，两个间隙分别连接第一负载和第二负载，第一负载和第二负载相同；该探头还包括：分别与第一负载和第二负载连接、用于获取第一负载的电流信号和第二负载的电流信号的转换模块；与转换模块连接、用于根据第一负载的电流信号和第二负载的电流信号得到电场强度信息和磁场强度信息的处理模块；用于为天线、转换模块、处理模块供电的电源模块。在实际应用中，采用本申请的方案，天线相当于偶极子天线和磁环的叠加，可以同时感应空间的电磁场信息，然后通过处理模块对两个负载的电流信号中的电场分量和磁场分量进行分离，可以同时得到电场强度信息和磁场强度信息，避免重复多次测试，提高了测试效率。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请所提供的一种测量瞬态电磁场的探头的结构示意图；图2为本申请所提供的一种求和模块的结构示意图；图3为本申请所提供的一种求差模块的结构示意图；图4为本申请所提供的一种示波器采集到的电磁场信号的波形图。具体实施方式本申请的核心是提供一种测量瞬态电磁场的探头，可以同时得到电场强度信息和磁场强度信息，避免重复多次测试，提高了测试效率。为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。请参照图1，图1为本申请所提供的一种测量瞬态电磁场的探头的结构示意图，包括满足电小尺寸条件、用于感应其所在空间的电磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量瞬态电磁场的探头，其特征在于，包括满足电小尺寸条件、用于感应其所在空间的电磁场信息的天线，第一负载，第二负载，其中，所述天线包括带有两个对称间隙的环形铜箔，两个所述间隙分别连接所述第一负载和所述第二负载，所述第一负载和所述第二负载相同；/n该探头还包括：/n分别与所述第一负载和所述第二负载连接、用于获取所述第一负载的电流信号和所述第二负载的电流信号的转换模块；/n与所述转换模块连接、用于根据所述第一负载的电流信号和所述第二负载的电流信号得到电场强度信息和磁场强度信息的处理模块；/n用于为所述天线、所述转换模块、所述处理模块供电的电源模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种测量瞬态电磁场的探头，其特征在于，包括满足电小尺寸条件、用于感应其所在空间的电磁场信息的天线，第一负载，第二负载，其中，所述天线包括带有两个对称间隙的环形铜箔，两个所述间隙分别连接所述第一负载和所述第二负载，所述第一负载和所述第二负载相同；
该探头还包括：
分别与所述第一负载和所述第二负载连接、用于获取所述第一负载的电流信号和所述第二负载的电流信号的转换模块；
与所述转换模块连接、用于根据所述第一负载的电流信号和所述第二负载的电流信号得到电场强度信息和磁场强度信息的处理模块；
用于为所述天线、所述转换模块、所述处理模块供电的电源模块。


2.根据权利要求1所述的测量瞬态电磁场的探头，其特征在于，所述天线为绘制在印刷电路板上的印刷天线。


3.根据权利要求1所述的测量瞬态电磁场的探头，其特征在于，所述转换模块包括：
与所述第一负载连接、用于获取所述第一负载的电流信号的第一跨导放大器；
与所述第二负载连接、用于获取所述第二负载的电流信号的第二跨导放大器。


4.根据权利要求3所述的测量瞬态电磁场的探头，其特征在于，所述处理模块包括：
第一输入端与所述第一跨导放大器连接、第二输入端与所述第二跨导放大器连接的求和模块，用于对所述第一负载的电流信号和所述第二负载的电流信号进行求和处理，得到第一电量信号；
第一输入端与所述第一跨导放大器连接、第二输入端与所述第二跨导放大器连接的求差模块，用于对所述第一负载的电流信号和所述第二负载的电流信号进行求差处理，得到第二电量信号；
与所述求和模块的输出端及所述求差模块的输出端连接的转化模块，用于将所述第一电量信号转化为磁场强度信息，将所述第二电量信号转化为电场强度信息。


5.根据权利要求4所述的测量瞬态电磁场的探头，其特征在于，所述求和模块包括第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第五电阻，电容，第一运算放大器，其中：
所述第一电阻的第一端用于接收所述第一负载的电流信号，所述第二电阻的第一端用于接收所述第二负载的电流信号，所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第二端及所述第一运算放大器的同相输入端连接，所述第三电阻的第一端分别与所述第四电阻的第一端及所述第一运算放...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳宏志，姚学玲，陈景亮，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43