專利名稱：一種用于檢測(cè)電磁干擾輻射性能的近場(chǎng)探頭及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)電磁干擾輻射性能的近場(chǎng)探頭及其使用方法，屬于電磁場(chǎng)近場(chǎng)測(cè)量領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電磁干擾是電磁兼容領(lǐng)域的一個(gè)重要內(nèi)容，隨著電子產(chǎn)品的主頻越來越高、布線密度越來越大以及多電平和地分割技術(shù)的使用，電路板上存在著大量的輻射干擾。為從設(shè)計(jì)源頭上解決產(chǎn)品的電磁干擾問題，就需要對(duì)電路板的電磁干擾的空間分布進(jìn)行測(cè)量，這就需要用到電磁場(chǎng)的近場(chǎng)測(cè)量技術(shù)。傳統(tǒng)近場(chǎng)探頭多采用電學(xué)方法，在帶寬、抗干擾能力以及侵入性測(cè)量等方面存在缺陷。為克服上述問題，已經(jīng)有采用電光/磁光材料的光學(xué)電磁場(chǎng)測(cè)量裝置。如專利CN201080029283.2所述的一種電場(chǎng)/磁場(chǎng)探頭，利用激光進(jìn)入到材料中并且材料的折射率對(duì)應(yīng)于電場(chǎng)/磁場(chǎng)的強(qiáng)度而變化的特性，通過對(duì)光信號(hào)的測(cè)量可以得到相應(yīng)電場(chǎng)/磁場(chǎng)的信息。該技術(shù)在拓展探頭帶寬，提高測(cè)量空間分辨率方面有巨大優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用前景廣闊。但該技術(shù)目前的問題在于，探頭前端感測(cè)區(qū)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不穩(wěn)定因素多，測(cè)量不確定性大；需外接激光器和光電探測(cè)器，與現(xiàn)有近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)的兼容性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種用于檢測(cè)電磁干擾輻射性能的近場(chǎng)探頭及其使用方法，本探頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可與現(xiàn)有近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)兼容，且測(cè)量穩(wěn)定性高。本發(fā)明采用以下技術(shù)手段解決上述技術(shù)問題:一種用于檢測(cè)電磁干擾的輻射性能的近場(chǎng)探頭，包括電場(chǎng)/磁場(chǎng)感測(cè)器、光電轉(zhuǎn)換模塊，以及光纖，所述電場(chǎng)/磁場(chǎng)感測(cè)器包括三孔光纖插芯、三個(gè)不同極化方向的電光/磁光晶體、護(hù)套管，光電轉(zhuǎn)換模塊引出的三根光纖經(jīng)由三孔光纖插芯分別與三個(gè)不同極化方向的電光/磁光晶體相連，電光/磁光晶體和引入三孔光纖插芯的光纖均固定在三孔光纖插芯上；所述光電轉(zhuǎn)換模塊包括激光器、1X3光纖分束器、三個(gè)光電探測(cè)器、三個(gè)光纖環(huán)形器、三個(gè)光纖偏振控制器和三個(gè)射頻輸出接口，I X 3光纖分束器將激光器輸出的一路激光分成三路分別進(jìn)入三個(gè)相同的光纖環(huán)形器的第一個(gè)端口，激光器與IX 3光纖分束器之間以及IX 3光纖分束器與光纖環(huán)形器之間均通過光纖相連，每個(gè)光纖環(huán)形器的第二個(gè)端口分別通過光纖與電場(chǎng)/磁場(chǎng)感測(cè)器相連，每個(gè)光纖環(huán)形器的第三個(gè)端口分別通過一個(gè)光纖偏振控制器與一個(gè)光電探測(cè)器相連，每個(gè)光電探測(cè)器與一個(gè)射頻輸出接口相連。進(jìn)一步的，所述電場(chǎng)/磁場(chǎng)感測(cè)器還包括護(hù)套管，三孔光纖插芯固定在護(hù)套管內(nèi)部。進(jìn)一步的，所述激光器、1X3光纖分束器、光纖環(huán)形器、光電探測(cè)器以及光纖偏振控制器均固定在金屬屏蔽殼體中。本發(fā)明還提供一種如上所述的用于檢測(cè)電磁干擾的輻射性能的近場(chǎng)探頭的使用方法，包括:首先將所述激光器以及光電探測(cè)器與電源接口相連，由外部直流穩(wěn)壓電源提供工作電壓，激光器輸出激光通過IX 3光纖分束器分成三路分別通過三個(gè)光纖環(huán)行器進(jìn)入電場(chǎng)/磁場(chǎng)感測(cè)器，然后返回光纖環(huán)行器，由光纖環(huán)行器的第三個(gè)端口輸出經(jīng)過光纖偏振控制器進(jìn)入光電探測(cè)器，光電探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)通過射頻輸出接口輸出。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:激光器內(nèi)置于探頭中，并且通過光電探測(cè)器在探頭內(nèi)部完成光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，無需外接光源和光電探測(cè)器，通過傳統(tǒng)射頻輸出接口輸出，測(cè)量和使用方式與現(xiàn)有電磁干擾測(cè)量系統(tǒng)兼容，可以直接替換電學(xué)探頭進(jìn)行電磁干擾測(cè)試。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明電場(chǎng)/磁場(chǎng)傳感器的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)敘述:請(qǐng)同時(shí)參閱圖1和圖2所示，一種用于檢測(cè)電磁干擾的輻射性能的近場(chǎng)探頭，包括電場(chǎng)/磁場(chǎng)感測(cè)器10、光電轉(zhuǎn)換模塊3、光纖6。所述電場(chǎng)/磁場(chǎng)感測(cè)器10包括三孔光纖插芯11、三個(gè)不同極化方向的電光/磁光晶體12、護(hù)套管13。光電轉(zhuǎn)換模塊3引出的三根光纖6經(jīng)由三孔光纖插芯11分別與三個(gè)不同極化方向的電光/磁光晶體12相連，電光/磁光晶體12和引入三孔光纖插芯11的光纖6均固定在三孔光纖插芯11上，三孔光纖插芯11固定在護(hù)套管13內(nèi)部。所述光電轉(zhuǎn)換模塊3包括激光器2、I X 3光纖分束器4、三個(gè)光電探測(cè)器7、三個(gè)光纖環(huán)形器8、三個(gè)光纖偏振控制器9和三個(gè)射頻輸出接口 5。1X3光纖分束器4將激光器2輸出的一路激光分成三路分別進(jìn)入三個(gè)相同的光纖環(huán)形器8的第一個(gè)端口，激光器2與
IX 3光纖分束器4之間以及I X 3光纖分束器4與光纖環(huán)形器8之間均通過光纖6相連，每個(gè)光纖環(huán)形器8的第二個(gè)端口分別通過光纖6與電場(chǎng)/磁場(chǎng)感測(cè)器10相連。每個(gè)光纖環(huán)形器8的第三個(gè)端口分別通過一個(gè)光纖偏振控制器9與一個(gè)光電探測(cè)器7相連,每個(gè)光電探測(cè)器7與一個(gè)射頻輸出接口 5相連。因此，每個(gè)光纖環(huán)形器8對(duì)應(yīng)于電場(chǎng)/磁場(chǎng)不同的極化分量探測(cè)通道，三個(gè)射頻輸出接口 5，分別對(duì)應(yīng)電場(chǎng)/磁場(chǎng)的三個(gè)極化分量。所述射頻輸出接口 5使用傳統(tǒng)的射頻輸出接口。使用時(shí)，所述激光器2以及光電探測(cè)器7與電源接口 I相連，由外部直流穩(wěn)壓電源提供工作電壓。激光器2輸出激光通過1X3光纖分束器4分成三路分別通過三個(gè)光纖環(huán)行器8進(jìn)入電場(chǎng)/磁場(chǎng)感測(cè)器10，然后返回光纖環(huán)行器8，由光纖環(huán)行器8的第三個(gè)端口輸出經(jīng)過光纖偏振控制器9進(jìn)入光電探測(cè)器7，光電探測(cè)器7將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)通過射頻輸出接口 5輸出。激光器2、1X3光纖分束器4、光纖環(huán)形器8、光電探測(cè)器7以及光纖偏振控制器9等光學(xué)部件均固定在金屬屏蔽殼體20中。該近場(chǎng)探頭在使用時(shí)，可通過三個(gè)不同極化方向的電光/磁光晶體12同時(shí)測(cè)量電場(chǎng)/磁場(chǎng)的三個(gè)極化分量，也可以單獨(dú)通過一個(gè)電光/磁光晶體12監(jiān)測(cè)一個(gè)極化分量。該光電轉(zhuǎn)換模塊3內(nèi)部集成激光器2,并且通過光電探測(cè)器7在探頭內(nèi)部完成光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，通過傳統(tǒng)射頻輸出接口 5輸出。射頻輸出接口 5與現(xiàn)有近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)兼容，可以直接替換傳統(tǒng)近場(chǎng)探頭。以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明創(chuàng)造，凡在本發(fā)明創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測(cè)電磁干擾的輻射性能的近場(chǎng)探頭，包括電場(chǎng)/磁場(chǎng)感測(cè)器、光電轉(zhuǎn)換模塊，以及光纖，其特征在于:所述電場(chǎng)/磁場(chǎng)感測(cè)器包括三孔光纖插芯、三個(gè)不同極化方向的電光/磁光晶體、護(hù)套管，光電轉(zhuǎn)換模塊引出的三根光纖經(jīng)由三孔光纖插芯分別與三個(gè)不同極化方向的電光/磁光晶體相連，電光/磁光晶體和引入三孔光纖插芯的光纖均固定在三孔光纖插芯上； 所述光電轉(zhuǎn)換模塊包括激光器、IX3光纖分束器、三個(gè)光電探測(cè)器、三個(gè)光纖環(huán)形器、三個(gè)光纖偏振控制器和三個(gè)射頻輸出接口，IX 3光纖分束器將激光器輸出的一路激光分成三路分別進(jìn)入三個(gè)相同的光纖環(huán)形器的第一個(gè)端口，激光器與IX 3光纖分束器之間以及IX 3光纖分束器與光纖環(huán)形器之間均通過光纖相連，每個(gè)光纖環(huán)形器的第二個(gè)端口分別通過光纖與電場(chǎng)/磁場(chǎng)感測(cè)器相連，每個(gè)光纖環(huán)形器的第三個(gè)端口分別通過一個(gè)光纖偏振控制器與一個(gè)光電探測(cè)器相連，每個(gè)光電探測(cè)器與一個(gè)射頻輸出接口相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于檢測(cè)電磁干擾的輻射性能的近場(chǎng)探頭，其特征在于:所述電場(chǎng)/磁場(chǎng)感測(cè)器還包括護(hù)套管，三孔光纖插芯固定在護(hù)套管內(nèi)部。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于檢測(cè)電磁干擾的輻射性能的近場(chǎng)探頭，其特征在于:所述激光器、IX3光纖分束器、光纖環(huán)形器、光電探測(cè)器以及光纖偏振控制器均固定在金屬屏蔽殼體中。
4.一種如權(quán)利要求1或2或3所述的用于檢測(cè)電磁干擾的輻射性能的近場(chǎng)探頭的使用方法，其特征在于:首先將所述激光器以及光電探測(cè)器與電源接口相連，由外部直流穩(wěn)壓電源提供工作電壓，激光器輸出激光通過I X 3光纖分束器分成三路分別通過三個(gè)光纖環(huán)行器進(jìn)入電場(chǎng)/磁場(chǎng)感測(cè)器，然后返回光纖環(huán)行器，由光纖環(huán)行器的第三個(gè)端口輸出經(jīng)過光纖偏振控制器進(jìn)入光電探測(cè)器，光電探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)通過射頻輸出接口輸出。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于檢測(cè)電磁干擾的輻射性能的近場(chǎng)探頭，包括電場(chǎng)/磁場(chǎng)感測(cè)器、光電轉(zhuǎn)換模塊及光纖，電場(chǎng)/磁場(chǎng)感測(cè)器包括三孔光纖插芯、三個(gè)不同極化方向的電光/磁光晶體、護(hù)套管，光電轉(zhuǎn)換模塊引出的三根光纖經(jīng)由三孔光纖插芯分別與三個(gè)不同極化方向的電光/磁光晶體相連，光電轉(zhuǎn)換模塊包括激光器、1×3光纖分束器、三個(gè)光電探測(cè)器、三個(gè)光纖環(huán)形器、三個(gè)光纖偏振控制器和三個(gè)射頻輸出接口。本發(fā)明還提供一種上述近場(chǎng)探頭的使用方法。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于無需外接光源和光電探測(cè)器，通過傳統(tǒng)射頻輸出接口輸出，測(cè)量和使用方式與現(xiàn)有電磁干擾測(cè)量系統(tǒng)兼容，可以直接替換電學(xué)探頭進(jìn)行電磁干擾測(cè)試。
文檔編號(hào)G01R29/08GK103105541SQ20131003617
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者武帥, 王昌雷, 田曉光 申請(qǐng)人:中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所