一套提高混响室射频辐射敏感度校验精度的系统技术方案

本发明专利技术公开了一套可极大提高混响室射频辐射敏感度校验精度的系统，利用高场强辐射测试软件控制搅拌器旋转模式，以设定的间隔步进式旋转，在每个位置、每个频点处监测各个步进位置的场强值和最大正向功率值，记录各位置、各频点搅拌器旋转一周产生的最大场强值和最大正向功率值，并对监测结果进行归一化和均值处理，确定场均匀性。同时将目标场强值划分成N个阶段，从低至高依次校验，直至获得目标场强，最后依据校验数据计算期望场强下的最大正向功率。本发明专利技术有两大技术创新：一是搅拌器步进式旋转，解决了传统校验因搅拌器旋转造成监测结果不准的问题；二是目标场强分解，缩小了搅拌器在旋转过程中场强的变化范围，达到了减小校验误差的目的。

【技术实现步骤摘要】
一套提高混响室射频辐射敏感度校验精度的系统
本专利技术属于电磁兼容测试领域中射频辐射敏感度测试，针对辐射敏感度试验的混响室替代法，配置了一种提高校验准确度的测试系统。
技术介绍
混响室出现于20世纪60年代，经过几十年的不断发展，已成为电磁兼容检测的重要技术手段之一，其主要工作原理是利用搅拌器转动改变屏蔽腔体内部的电磁场结构，从而获得空间统计均匀、各向同性的电磁环境。相比于开阔场、全（半）电波暗室等测试场地，混响室具有易产生高场强、极化随机、建造成本低、测试方便等特点。射频辐射敏感度测试是混响室的一个重要应用方面，测试前进行场强校验，完成校验后，按照校验数据对被试设备开展射频辐射敏感度测试，以考核被测设备在强电磁环境下的抗干扰能力。传统的校验模式是在混响室连续工作状态下，捕捉搅拌器完整旋转一周产生的场强最大值，并监测功率放大器的最大正向功率，校验结果作为实际测试的参考值。这种校验方法在一定程度上能够节省校验时间，提高校验效率，但在实施过程中也存在一定问题，首先搅拌器因受材质、重量等的限制，在旋转过程中受到重力、惯性等的影响，很难保证全程匀速旋转；其次，搅拌器在缓慢旋转过程中，屏蔽腔体内的场强随搅拌器转动快速变化，致使监测到的场强值和最大正向功率值无法准确反映混响室内真实的场强情况，给测试结果造成一定的误差。另一方面，传统校验方式未对搅拌器在旋转过程中场强可能出现的过大变化提出有效的解决方案，使得在校验过程中同一频点，同一位置场强随搅拌器旋转产生巨大差异，这种巨大差异直接影响校验结果的准确性，进而给测试结果造成误差。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术配置了一套射频辐射敏感度混响室测试系统，旨在提高混响室校验精度。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：利用高场强辐射（HIRF）测试软件控制搅拌器旋转模式，以设定的间隔步进式旋转，在每个频点处监测各个步进位置的场强值和最大正向功率，记录搅拌器旋转一周产生的最大场强值和最大正向功率值，同时为了提高校验准确度，将目标场强值划分成N个阶段，从低至高依次校验，直至获得目标场强值。具体方法步骤如下：（1）基于搅拌器电机的运转指令，通过网络端口与控制软件PING通，进而通过软件设置搅拌器的运转模式、旋转步进、旋转速度、驻留时间等；（2）通过GPIB通信实现控制软件对信号源、功率计的控制，在搅拌器运转过程中，根据监测到的场强变化实时调整信号源的输出功率电平，同步记录功率放大器前向功率端口功率计的示数。（3）场均匀性校验：对混响室最低工作频率的第一个10倍频程全频段进行校验，选取混响室内8个边界区域和1个中心区域共9个位置进行监测，搅拌器以相等的角度逐步旋转，将360°等分成N份，在每个监测位置记录搅拌器在各个角度时对应的场强值和功率放大器的正向功率值。对于同一监测点，对比各角度位置下的监测值，选择场强最大值和正向功率平均值作为该位置的校验值。用各个位置得到的最大场强平均值的标准偏差σ来表征混响室的场均匀性，100MHz～400MHz频率范围标准偏差从6dB线性下降到3dB，400MHz以上频段标准偏差小于3dB，则认为场均匀性满足要求。（4）EUT试验前校验：EUT按实际情况布置在混响室工作区域内，使用与场均匀性校验相同的天线和探头，通过HIRF测试软件控制信号源给功率放大器信号电平，再经发射天线向混响室注入连续波，在各频点监测搅拌器旋转一周产生的最大场强值和最大正向功率。对EUT进行测试时，以校验的数据为基础根据以下公式计算期望场强下的最大正向功率：式中：Emax为测得的混响室内最大场强值，单位为V/m，PFwd为测得的最大正向功率值，单位为dBm，Edesired为期望的混响室内部场强值，单位为V/m，PTarget为目标场强值要求的正向功率值，单位为dBm。完成以上步骤后，才能确保对被测设备进行的射频辐射敏感度试验满足要求，并可极大地提高测试准确性。本专利技术有两大技术创新：一是优化软件控制程序，对校验过程中搅拌器的旋转方式进行调整，由传统的匀速连续旋转更改为等角度步进式旋转，结果监测由动态变为静态，解决了因搅拌器旋转造成监测结果不准的问题；二是对目标场强进行分解，并将分解方式植入HIRF测试软件中，选取节点梯次校验，缩小搅拌器在旋转过程中场强的变化范围，从而达到减小校验误差的目的。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步说明：图1为混响室内部构造及监测点选取示例；图2为射频辐射敏感度校验系统配置图；图3为搅拌器连续旋转，目标场强值不分解状态下监测的场强值与正向功率关系图；图4为搅拌器步进式旋转，目标场强值不分解状态下监测的场强值与正向功率关系图；图5为搅拌器连续旋转，目标场强值分解状态下监测的场强值与正向功率关系图；图6为搅拌器步进式旋转，目标场强值分解状态下监测的场强值与正向功率关系图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术的内容，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细描述。第一步：首先进行场均匀性校验：对混响室最低工作频率的第一个10倍频程全频段进行空室校验。（1）根据混响室的尺寸计算最低工作频率，一般混响室的最低工作频率应至少是谐振频率的3倍，谐振腔的谐振频率计算公式如下：式中：a，b，c为混响室的尺寸，单位：米；m，n，p为自然数，一次最多只有1个可以为0。本次校验所用混响室的尺寸为5m×4m×3m，经计算，混响室的最低工作频率为150MHz。对于400MHz以前的频段，可利用半电波暗室完成相应测试，因此本次校验频段范围为400MHz～1.5GHz。（2）按图2所示进行配置，通过HIRF测试软件对信号源、功率计和搅拌器电机进行控制。在图1所示选取的9个位置安置场强监测探头。发射天线置于混响室测试区域外，对准混响室墙角或搅拌器，尽量避免对准场强探头进行照射。（3）HIRF测试软件基础参数设置，包括信号源功率限值设置、测试类别设置、信号源和功率计的频率范围设置、搅拌器的旋转速度、步进间隔设置、监测频点数设置等。（4）CW信号注入：按照设定的校验目标场强值，通过发射天线将CW信号注入混响室，为使校验结果更加准确，设定的目标场强值宜小不宜大，以减小搅拌器旋转一周场强的变化范围，本次以200V/m作为目标场强值进行校验。（5）校验：搅拌器以等角度（本次设定3°固定步进）步进间隔进行旋转，将同一位置、同一频点的校验数据等分成固定等份（本次等分成120等份），各角度场强值记为E1，E2，E3，…E120，对应的正向功率值记为P1，P2，P3，…P120，由此可得到各角度场强最大值（记为Eimax）和平均输入功率值（记为Piave）。选取的9个位置的最大场强值分别为Ei1max，Ei2max，…，Ei9max，对应混响室的平均输入功率值分别为Pi1ave，Pi2ave，…，Pi9ave。（6）频率点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一套提高混响室射频辐射敏感度校验精度的系统，其特征在于，所述系统采用的技术方案是利用高场强辐射（HIRF）测试软件控制搅拌器旋转模式，以设定的间隔步进式旋转，在每个频点处监测各个步进位置的场强值和最大正向功率，记录搅拌器旋转一周产生的最大场强值和最大正向功率值，同时为了提高校验准确度，将目标场强值划分成N个阶段，从低至高依次校验，直至获得目标场强值。/n

【技术特征摘要】
1.一套提高混响室射频辐射敏感度校验精度的系统，其特征在于，所述系统采用的技术方案是利用高场强辐射（HIRF）测试软件控制搅拌器旋转模式，以设定的间隔步进式旋转，在每个频点处监测各个步进位置的场强值和最大正向功率，记录搅拌器旋转一周产生的最大场强值和最大正向功率值，同时为了提高校验准确度，将目标场强值划分成N个阶段，从低至高依次校验，直至获得目标场强值。


2.具体方法步骤如下：
（1）基于搅拌器电机的运转指令，通过网络端口与控制软件PING通，进而通过软件设置搅拌器的运转模式、旋转步进、旋转速度、驻留时间等；
（2）通过GPIB通信实现控制软件对信号源、功率计的控制，在搅拌器运转过程中，根据监测到的场强变化实时调整信号源的输出功率电平，同步记录功率放大器前向功率端口功率计的示数。


3.（3）场均匀性校验：对混响室最低工作频率的第一个10倍频程全频段进行校验，选取混响室内8个边界区域和1个中心区域共9个位置进行监测，搅拌器以相等的角度逐步旋转，将360°等分成N份，在每个监测位置记录搅拌器在各个角度时对应的场强值和功率放大器的正向功...

【专利技术属性】
技术研发人员：王葡萄，史庆伦，
申请(专利权)人：飞特质科北京计量检测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11