一種電磁混響室場(chǎng)強(qiáng)分布特性自動(dòng)校準(zhǔn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線電計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電磁混響室場(chǎng)強(qiáng)分布特性校準(zhǔn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)對(duì)混響室空間射頻電磁場(chǎng)的研宄主要關(guān)注參數(shù)單個(gè)參數(shù)測(cè)試方法研宄、單個(gè)或幾個(gè)參數(shù)的測(cè)試方法及自動(dòng)控制，然而單點(diǎn)測(cè)試結(jié)果不能有效體現(xiàn)混響室場(chǎng)強(qiáng)的實(shí)時(shí)分布特性，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁混響室性能進(jìn)行綜合測(cè)量和評(píng)價(jià)的校準(zhǔn)驗(yàn)證，而目前也尚未查到對(duì)場(chǎng)強(qiáng)探頭校準(zhǔn)位置和多探頭多測(cè)點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行工作的相關(guān)研宄，因此本發(fā)明需要開(kāi)展多探頭多測(cè)點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行測(cè)試的方法，并對(duì)場(chǎng)強(qiáng)探頭校準(zhǔn)位置等參數(shù)設(shè)置進(jìn)行研宄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種電磁混響室場(chǎng)強(qiáng)分布特性校準(zhǔn)方法，能夠利用8個(gè)場(chǎng)強(qiáng)探頭同時(shí)對(duì)電磁混響室的場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行測(cè)試，獲得場(chǎng)強(qiáng)分布特性，精度高，速度快。
[0004]本發(fā)明的電磁混響室場(chǎng)強(qiáng)分布特性校準(zhǔn)方法，包括如下步驟:
[0005]步驟I，安裝校準(zhǔn)裝置:
[0006]所述校準(zhǔn)裝置由傳感器支架、場(chǎng)強(qiáng)傳感器和中央處理單元組成；其中，傳感器支架包括2個(gè)導(dǎo)向塊、支撐桿和升降裝置；導(dǎo)向塊安裝在支撐桿上，并能沿支撐桿上下運(yùn)動(dòng)，2個(gè)導(dǎo)向塊之間存在一定的距離；每個(gè)導(dǎo)向塊周向均勻布置8個(gè)延伸桿，延伸桿4長(zhǎng)4短，長(zhǎng)、短延伸桿交錯(cuò)分布，每個(gè)延伸桿上固定安裝一個(gè)場(chǎng)強(qiáng)傳感器，升降裝置安裝在支撐桿底部；各場(chǎng)強(qiáng)傳感器分別通過(guò)光纖與中央處理單元連接；
[0007]步驟2，將傳感器支架放置在混響室中心位置，根據(jù)混響室大小調(diào)節(jié)導(dǎo)向塊高度并選擇8個(gè)長(zhǎng)度一致的延伸桿上的場(chǎng)強(qiáng)傳感器，令8個(gè)場(chǎng)強(qiáng)傳感器沿傳感器支架周向均勻分布；
[0008]步驟3，設(shè)定信號(hào)發(fā)生器頻率和混響室攪拌器攪拌角度，向混響室內(nèi)發(fā)射微波信號(hào)，選定的場(chǎng)強(qiáng)傳感器接收當(dāng)前信號(hào)下的場(chǎng)強(qiáng)信號(hào)并轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)經(jīng)光纖傳輸給中央處理單元，中央處理單元接收?qǐng)鰪?qiáng)傳感器發(fā)送的直流信號(hào)，根據(jù)事先獲得的直流信號(hào)與三維電磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的分段線性關(guān)系曲線獲得電磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)數(shù)據(jù)，即獲得8個(gè)傳感器所在位置的X、Y、Z三向電磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)，以及Χ、Υ、Ζ三向的電磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)最大值；
[0009]步驟4，改變混響室攪拌器攪拌角度，重復(fù)步驟3，獲得當(dāng)前頻率下所有攪拌角度下的電磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)數(shù)據(jù)；
[0010]步驟5，改變信號(hào)發(fā)生器頻率，重復(fù)步驟3?步驟4，獲得全頻率下電磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)數(shù)據(jù)，然后利用貝塞爾公式統(tǒng)計(jì)分析場(chǎng)強(qiáng)數(shù)據(jù)，獲得場(chǎng)均勻性結(jié)果，對(duì)混響室的場(chǎng)強(qiáng)分布進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0011]有益效果:
[0012]本發(fā)明結(jié)合現(xiàn)有的電磁測(cè)量?jī)x器，研制了八探頭光纖場(chǎng)強(qiáng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，提出并實(shí)現(xiàn)了電磁混響室空間場(chǎng)分布特性自動(dòng)校準(zhǔn)方法，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為:設(shè)計(jì)了專用定位支架及自動(dòng)升降控制器，性能參數(shù)自動(dòng)校準(zhǔn)控制軟件等，通過(guò)軟件控制支架的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)自動(dòng)采集場(chǎng)強(qiáng)參數(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)內(nèi)部計(jì)算實(shí)現(xiàn)了電磁混響室工作區(qū)空間場(chǎng)均勻性、插入損耗、負(fù)載因子及加載因子、腔室加載系數(shù)等參數(shù)的自動(dòng)校準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)電磁混響室射頻微波電磁場(chǎng)分布實(shí)時(shí)測(cè)量，頻率范圍寬，動(dòng)態(tài)范圍，填補(bǔ)了電磁混響室性能目前沒(méi)有辦法計(jì)量的空白，為編制《電磁混響室性能校準(zhǔn)規(guī)范》和不確定度分析評(píng)定提供了硬件支持，創(chuàng)造了試驗(yàn)條件，提供校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，光纖信號(hào)傳輸抗干擾性強(qiáng)，使用方便，適合于科研生產(chǎn)、遠(yuǎn)距離電磁場(chǎng)分布測(cè)量，特別適合工業(yè)、環(huán)保、通信、武器裝備等射頻微波電磁場(chǎng)試驗(yàn)、校準(zhǔn)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為電磁混響室場(chǎng)強(qiáng)分布特性校準(zhǔn)方法中硬件結(jié)構(gòu)原理圖。
[0014]圖2為自動(dòng)校準(zhǔn)支架結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖3為導(dǎo)向塊延伸桿結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為場(chǎng)強(qiáng)傳感器校準(zhǔn)安裝示意圖。
[0017]其中，1-支撐桿，2-導(dǎo)向塊，3-場(chǎng)強(qiáng)傳感器，4-升降裝置，5-延伸桿。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0019]本發(fā)明提供了一種電磁混響室場(chǎng)強(qiáng)分布特性校準(zhǔn)方法，首先建立如圖1所示的測(cè)試系統(tǒng)，所述測(cè)試系統(tǒng)包括8個(gè)相同的場(chǎng)強(qiáng)傳感器、傳感器支架以及中央處理單元，其中，傳感器支架設(shè)置在場(chǎng)強(qiáng)內(nèi)，場(chǎng)強(qiáng)傳感器安裝在傳感器支架上，場(chǎng)強(qiáng)傳感器通過(guò)光纖與中央處理單元連接，八個(gè)場(chǎng)強(qiáng)傳感器同時(shí)感應(yīng)空間X、Y、Z三向電磁場(chǎng)信號(hào)，并將這8路信號(hào)經(jīng)光纖同時(shí)傳遞給中央處理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲得電磁混響室場(chǎng)強(qiáng)分布特性。
[0020]所述傳感器支架如圖2所示，包括2個(gè)導(dǎo)向塊(分別稱為第一導(dǎo)向塊和第二導(dǎo)向塊)、支撐桿和升降裝置，其中，導(dǎo)向塊安裝在支撐桿上，并能在支撐桿預(yù)設(shè)的導(dǎo)槽內(nèi)上下活動(dòng)，每個(gè)導(dǎo)向塊周向均勻向外延伸有8個(gè)方向的延伸桿，8根延伸桿為4長(zhǎng)4短，長(zhǎng)、短延伸桿交錯(cuò)分布，場(chǎng)強(qiáng)傳感器安裝在延伸桿上，如圖3所示。2個(gè)導(dǎo)向塊之間存在一定的距離，升降裝置安裝在支撐桿底部，通過(guò)拉繩運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)導(dǎo)向塊沿支撐桿軸心上下滑動(dòng)，通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)可以改變場(chǎng)強(qiáng)傳感器的安裝位置，保證探頭校準(zhǔn)位置的實(shí)時(shí)改變和準(zhǔn)確定位。校準(zhǔn)時(shí)，選擇8個(gè)長(zhǎng)度一致的延伸桿上的場(chǎng)強(qiáng)傳感器接收混響室場(chǎng)強(qiáng)信號(hào)，如圖4所示，圖4中，“O”表示安裝在第一導(dǎo)向塊上的場(chǎng)強(qiáng)傳感器，“X”表示安裝在第二導(dǎo)向塊上的場(chǎng)強(qiáng)傳感器。其中，可以將支撐桿分為四段，每一段為一個(gè)空心圓柱體Φ 100mm，上一段同心管段通過(guò)螺桿與下一段同心管段連接，可以保證上、下兩段結(jié)構(gòu)體的直線性，并完成結(jié)構(gòu)件的架接和固定。支撐桿注重結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和重量的關(guān)系，同時(shí)保證導(dǎo)向塊沿空心圓柱體平穩(wěn)運(yùn)行?？紤]到電磁混響室內(nèi)駐波場(chǎng)容易受到金屬等材料干擾，影響傳輸方向，同時(shí)還有需要保證結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，故本發(fā)明導(dǎo)向塊和升降裝置采用非金屬材料，這樣既可以減輕導(dǎo)向塊和升降裝置的重量，又能保證結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度并能降低支架對(duì)場(chǎng)的干擾。支撐桿的底部采用鋼材焊接成一方形平臺(tái)，從平臺(tái)外伸四個(gè)支撐體，支撐體上安裝有萬(wàn)向移動(dòng)輪，一方面便于校準(zhǔn)前的整體結(jié)構(gòu)的移動(dòng)定位，適應(yīng)不同場(chǎng)地使用要求；另一方面四個(gè)支撐體與平臺(tái)鉸鏈連接，支撐體可收可放，使整體結(jié)構(gòu)便于運(yùn)輸和攜帶。在方形平臺(tái)結(jié)構(gòu)框架內(nèi)，內(nèi)部安裝有小電機(jī)、驅(qū)動(dòng)機(jī)械、控制電路等，受操作者控制帶動(dòng)導(dǎo)向塊的升、降和定位功能，從而實(shí)現(xiàn)8個(gè)檢測(cè)傳感器的移動(dòng)和定位，無(wú)其他運(yùn)動(dòng)即可滿足方法需要，完成混響室校準(zhǔn)工作。
[0021]為了保證采樣時(shí)電磁場(chǎng)穩(wěn)定性、均勻性，本發(fā)明采用八個(gè)場(chǎng)強(qiáng)傳感器同時(shí)感應(yīng)空間X、Y、Z三向電磁場(chǎng)信號(hào)，其中，場(chǎng)強(qiáng)傳感器內(nèi)部包含偶極子傳感器、信號(hào)調(diào)理部分、數(shù)據(jù)采集部分、傳感器CPU部分、光電轉(zhuǎn)換和電光轉(zhuǎn)換部分和電池部分。其中，在傳感器CPU部分的控制下，偶極子傳感器用于感應(yīng)采集場(chǎng)強(qiáng)信