【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于强射频场测量的短偶极子电场探头，属于场强测量装置。
技术介绍
1、随着雷达等微波电子技术的发展，电子设备面临的电磁环境愈加恶劣，主要表现在频谱越来越宽、场强越来越大。为实现复杂电磁环境下电子系统的电磁兼容性设计，必须对空间的电磁环境进行测量。
2、电场探头是一种小型的电场测量天线或传感器，基于其已知的响应特性，可以获取被测场的场强大小。根据电场探头结构原理的不同，可以将其分为检波式和非检波式。检波式电场探头只能测量空间电场强度，无法获取对应的频率信息。而非检波式电场探头可以感应空间电场，并将感应信号传输至频谱分析仪，同时获取场强的频率和幅值信息。
3、目前市面上的电场探头产品多为检波式电场探头，无法测量电场的频率信息；现有的非检波式探头由于探头天线较长，内部放大器增益较高等原因，适用的场强测量范围一般在数百伏米内，无法胜任强度高达数千伏米的强射频场测量。
技术实现思路
1、目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种用于强射频场测量的短偶极子电场探头。
2、技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种用于强射频场测量的短偶极子电场探头，包括：感应模块、光纤跳线和输出模块。
4、所述感应模块，包括：第一屏蔽壳体、短偶极子pcb、第一锂电池、第一开关、第一充电口和第一光纤法兰。
5、所述第一屏蔽壳体上设置有第一开关、第一充电口和第一光纤法兰。所述第一屏蔽壳体内
6、所述输出模块，包括：第二屏蔽壳体、光解调pcb、第二锂电池、第二开关、第二充电口、第二光纤法兰和sma接头。
7、所述第二屏蔽壳体上设置有第二开关、第二充电口、第二光纤法兰和sma接头。所述第二屏蔽壳体内设置有光解调pcb和第二锂电池，所述光解调pcb的输出端与sma接头的输入端相连接。所述第二开关、第二充电口和第二锂电池均与光解调pcb相连接。
8、所述光纤跳线一端通过第一光纤法兰与短偶极子pcb的输出端相连接，光纤跳线另一端通过第二光纤法兰与光解调pcb的输入端相连接。
9、作为优选方案，所述短偶极子pcb，包括：短偶极子、端接电阻、巴伦、积分电路、放大电路和光发射模块。
10、所述短偶极子设置为两个，一个短偶极子输出端与巴伦的第一输入端相连接，另一个短偶极子输出端与巴伦的第二输入端相连接，所述巴伦的第一输入端与第二输入端之间并联有端接电阻，所述巴伦输出端与积分电路输入端相连接，积分电路输出端与放大电路输入端相连接，所述放大电路输出端与光发射模块输入端相连接，所述光发射模块输出端与光纤跳线一端相连接。
11、作为优选方案，所述光解调pcb，包括：光接收模块和放大电路。
12、所述光接收模块的输入端与光纤跳线另一端相连接，光接收模块的输出端与放大电路输入端相连接，放大电路输出端与sma接头输入端相连接。
13、作为优选方案，所述短偶极子自由端伸出第一屏蔽壳体的长度为17mm，端接电阻为射频电阻，其末端电压的幅频响应特性呈现+20db/10倍频程的规律，所述巴伦将短偶极子端口阻抗变换为50ω，并实现了平衡到非平衡的转换，积分电路具有-20db/10倍频程的传输特性，用于补偿短偶极子+20db/10倍频程的响应，实现全频段响应平坦。所述放大电路的增益和噪声系数在巴伦输出和激光器耐压两方面进行取值，用于实现3v/m和3000v/m的场强测量。
14、作为优选方案，所述光发射模块的激光器的输出光功率与输入射频功率呈线性关系。
15、作为优选方案，所述光接收模块的光探测器的输出射频功率与输入光功率呈线性关系。
16、作为优选方案，所述第一屏蔽壳体由六块2mm厚的铝板拼接而成，组成的壳体尺寸为44mm×36mm×29mm；第一屏蔽壳体左右侧各存在一个方形通孔，用于短偶极子自由端伸出。
17、作为优选方案，所述第二屏蔽壳体由六块2mm厚的铝板拼接而成，组成的壳体尺寸为44mm×36mm×29mm。
18、作为优选方案，所述第一开关第一档短偶极子pcb工作，第一开关第二档短偶极子pcb不工作，第一开关第三档第一充电口与第一锂电池相导通。所述第二开关第一档光解调pcb工作，第二开关第二档光解调pcb不工作，第二开关第三档第二充电口与第二锂电池相导通。
19、作为优选方案，所述光纤跳线采用单模光纤。
20、有益效果：本专利技术提供的一种用于强射频场测量的短偶极子电场探头，包括感应模块、光纤跳线、输出模块三部分。感应模块包括短偶极子pcb、第一屏蔽壳体、第一开关、第一充电口、第一光纤法兰和第一锂电池；输出模块包括光解调pcb、第二屏蔽壳体、第二开关、第二充电口、第二光纤法兰、第二锂电池和sma接头。短偶极子pcb主体、第一锂电池、光解调pcb和第二锂电池均包裹在屏蔽壳体内部，避免强射频场的干扰；短偶极子pcb集成了短偶极子、整形电路和电光调制电路，经调制得到的光信号经光纤跳线传输至光解调pcb，光解调pcb将光信号解调还原为射频电信号输出。本专利技术具有良好的响应平坦度和动态范围，适用于强射频电场测量，且壳体上集成了开关、充电口等结构，使用方便。
21、经测试，本专利技术的天线系数在2mhz～500mhz频段内的典型值为109db/m，波动在±3db以内，具有良好的响应平坦度。由天线系数典型值大小可知，本专利技术具有良好的耐压性，实现了2mhz～500mhz频段的3v/m～3000v/m的场强测量。
22、本专利技术所述短偶极子电场探头为非检波式电场探头，配合频谱分析仪使用，可同时获取不同频点处的场强大小，满足了强射频环境的测量需求。本专利技术结构简单，体积小巧，集成了开关、充电口，具有较好的工程实用性。
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1.一种用于强射频场测量的短偶极子电场探头，其特征在于：包括：感应模块、光纤跳线和输出模块；
2.根据权利要求1所述的一种用于强射频场测量的短偶极子电场探头，其特征在于：所述短偶极子PCB，包括：短偶极子、端接电阻、巴伦、积分电路、放大电路和光发射模块；
3.根据权利要求1所述的一种用于强射频场测量的短偶极子电场探头，其特征在于：所述光解调PCB，包括：光接收模块和放大电路。
4.根据权利要求2所述的一种用于强射频场测量的短偶极子电场探头，其特征在于：所述短偶极子自由端伸出第一屏蔽壳体的长度为17mm，端接电阻为射频电阻，其末端电压的幅频响应特性呈现+20dB/10倍频程的规律，所述巴伦将短偶极子端口阻抗变换为50Ω，并实现了平衡到非平衡的转换，积分电路具有-20dB/10倍频程的传输特性，用于补偿短偶极子+20dB/10倍频程的响应，实现全频段响应平坦；所述放大电路的增益和噪声系数在巴伦输出和激光器耐压两方面进行取值，用于实现3V/m和3000V/m的场强测量。
5.根据权利要求4所述的一种用于强射频场测量的短偶极子电场探头，其特
6.根据权利要求3所述的一种用于强射频场测量的短偶极子电场探头，其特征在于：所述光接收模块的光探测器的输出射频功率与输入光功率呈线性关系。
7.根据权利要求1所述的一种用于强射频场测量的短偶极子电场探头，其特征在于：所述第一屏蔽壳体由六块2mm厚的铝板拼接而成，组成的壳体尺寸为44mm×36mm×29mm；第一屏蔽壳体左右侧各存在一个方形通孔，用于短偶极子自由端伸出。
8.根据权利要求1所述的一种用于强射频场测量的短偶极子电场探头，其特征在于：所述第二屏蔽壳体由六块2mm厚的铝板拼接而成，组成的壳体尺寸为44mm×36mm×29mm。
9.根据权利要求1所述的一种用于强射频场测量的短偶极子电场探头，其特征在于：所述第一开关第一档短偶极子PCB工作，第一开关第二档短偶极子PCB不工作，第一开关第三档第一充电口与第一锂电池相导通；所述第二开关第一档光解调PCB工作，第二开关第二档光解调PCB不工作，第二开关第三档第二充电口与第二锂电池相导通。
10.根据权利要求1所述的一种用于强射频场测量的短偶极子电场探头，其特征在于：所述光纤跳线采用单模光纤。
...【技术特征摘要】
1.一种用于强射频场测量的短偶极子电场探头，其特征在于：包括：感应模块、光纤跳线和输出模块；
2.根据权利要求1所述的一种用于强射频场测量的短偶极子电场探头，其特征在于：所述短偶极子pcb，包括：短偶极子、端接电阻、巴伦、积分电路、放大电路和光发射模块；
3.根据权利要求1所述的一种用于强射频场测量的短偶极子电场探头，其特征在于：所述光解调pcb，包括：光接收模块和放大电路。
4.根据权利要求2所述的一种用于强射频场测量的短偶极子电场探头，其特征在于：所述短偶极子自由端伸出第一屏蔽壳体的长度为17mm，端接电阻为射频电阻，其末端电压的幅频响应特性呈现+20db/10倍频程的规律，所述巴伦将短偶极子端口阻抗变换为50ω，并实现了平衡到非平衡的转换，积分电路具有-20db/10倍频程的传输特性，用于补偿短偶极子+20db/10倍频程的响应，实现全频段响应平坦；所述放大电路的增益和噪声系数在巴伦输出和激光器耐压两方面进行取值，用于实现3v/m和3000v/m的场强测量。
5.根据权利要求4所述的一种用于强射频场测量的短偶极子电场探头，其特征在于：所述光发射模块的激光器的输出光功率与输...
【专利技术属性】
技术研发人员：周忠元，柴家栋，汤仕平，王桂华，盛明杰，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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