一種電磁混響室場強分布特性自動校準方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及無線電計量技術領域，具體涉及一種電磁混響室場強分布特性校準方法。
【背景技術】
[0002]目前國內(nèi)對混響室空間射頻電磁場的研宄主要關注參數(shù)單個參數(shù)測試方法研宄、單個或幾個參數(shù)的測試方法及自動控制，然而單點測試結(jié)果不能有效體現(xiàn)混響室場強的實時分布特性，不能實現(xiàn)對電磁混響室性能進行綜合測量和評價的校準驗證，而目前也尚未查到對場強探頭校準位置和多探頭多測點同時進行工作的相關研宄，因此本發(fā)明需要開展多探頭多測點同時進行測試的方法，并對場強探頭校準位置等參數(shù)設置進行研宄。

【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強分布特性校準方法，能夠利用8個場強探頭同時對電磁混響室的場強進行測試，獲得場強分布特性，精度高，速度快。
[0004]本發(fā)明的電磁混響室場強分布特性校準方法，包括如下步驟:
[0005]步驟I，安裝校準裝置:
[0006]所述校準裝置由傳感器支架、場強傳感器和中央處理單元組成；其中，傳感器支架包括2個導向塊、支撐桿和升降裝置；導向塊安裝在支撐桿上，并能沿支撐桿上下運動，2個導向塊之間存在一定的距離；每個導向塊周向均勻布置8個延伸桿，延伸桿4長4短，長、短延伸桿交錯分布，每個延伸桿上固定安裝一個場強傳感器，升降裝置安裝在支撐桿底部；各場強傳感器分別通過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)導向塊高度并選擇8個長度一致的延伸桿上的場強傳感器，令8個場強傳感器沿傳感器支架周向均勻分布；
[0008]步驟3，設定信號發(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，選定的場強傳感器接收當前信號下的場強信號并轉(zhuǎn)換為直流信號經(jīng)光纖傳輸給中央處理單元，中央處理單元接收場強傳感器發(fā)送的直流信號，根據(jù)事先獲得的直流信號與三維電磁場場強的分段線性關系曲線獲得電磁場場強數(shù)據(jù)，即獲得8個傳感器所在位置的X、Y、Z三向電磁場的場強，以及Χ、Υ、Ζ三向的電磁場的場強最大值；
[0009]步驟4，改變混響室攪拌器攪拌角度，重復步驟3，獲得當前頻率下所有攪拌角度下的電磁場場強數(shù)據(jù)；
[0010]步驟5，改變信號發(fā)生器頻率，重復步驟3?步驟4，獲得全頻率下電磁場場強數(shù)據(jù)，然后利用貝塞爾公式統(tǒng)計分析場強數(shù)據(jù)，獲得場均勻性結(jié)果，對混響室的場強分布進行校準。
[0011]有益效果:
[0012]本發(fā)明結(jié)合現(xiàn)有的電磁測量儀器，研制了八探頭光纖場強自動監(jiān)測裝置，提出并實現(xiàn)了電磁混響室空間場分布特性自動校準方法，具體實現(xiàn)過程為:設計了專用定位支架及自動升降控制器，性能參數(shù)自動校準控制軟件等，通過軟件控制支架的運動，同時自動采集場強參數(shù)，通過計算機內(nèi)部計算實現(xiàn)了電磁混響室工作區(qū)空間場均勻性、插入損耗、負載因子及加載因子、腔室加載系數(shù)等參數(shù)的自動校準，實現(xiàn)電磁混響室射頻微波電磁場分布實時測量，頻率范圍寬，動態(tài)范圍，填補了電磁混響室性能目前沒有辦法計量的空白，為編制《電磁混響室性能校準規(guī)范》和不確定度分析評定提供了硬件支持，創(chuàng)造了試驗條件，提供校準數(shù)據(jù)，光纖信號傳輸抗干擾性強，使用方便，適合于科研生產(chǎn)、遠距離電磁場分布測量，特別適合工業(yè)、環(huán)保、通信、武器裝備等射頻微波電磁場試驗、校準。
【附圖說明】
[0013]圖1為電磁混響室場強分布特性校準方法中硬件結(jié)構(gòu)原理圖。
[0014]圖2為自動校準支架結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖3為導向塊延伸桿結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為場強傳感器校準安裝示意圖。
[0017]其中，1-支撐桿，2-導向塊，3-場強傳感器，4-升降裝置，5-延伸桿。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。
[0019]本發(fā)明提供了一種電磁混響室場強分布特性校準方法，首先建立如圖1所示的測試系統(tǒng)，所述測試系統(tǒng)包括8個相同的場強傳感器、傳感器支架以及中央處理單元，其中，傳感器支架設置在場強內(nèi)，場強傳感器安裝在傳感器支架上，場強傳感器通過光纖與中央處理單元連接，八個場強傳感器同時感應空間X、Y、Z三向電磁場信號，并將這8路信號經(jīng)光纖同時傳遞給中央處理單元進行數(shù)據(jù)處理，獲得電磁混響室場強分布特性。
[0020]所述傳感器支架如圖2所示，包括2個導向塊(分別稱為第一導向塊和第二導向塊)、支撐桿和升降裝置，其中，導向塊安裝在支撐桿上，并能在支撐桿預設的導槽內(nèi)上下活動，每個導向塊周向均勻向外延伸有8個方向的延伸桿，8根延伸桿為4長4短，長、短延伸桿交錯分布，場強傳感器安裝在延伸桿上，如圖3所示。2個導向塊之間存在一定的距離，升降裝置安裝在支撐桿底部，通過拉繩運動帶動導向塊沿支撐桿軸心上下滑動，通過這樣的設計可以改變場強傳感器的安裝位置，保證探頭校準位置的實時改變和準確定位。校準時，選擇8個長度一致的延伸桿上的場強傳感器接收混響室場強信號，如圖4所示，圖4中，“O”表示安裝在第一導向塊上的場強傳感器，“X”表示安裝在第二導向塊上的場強傳感器。其中，可以將支撐桿分為四段，每一段為一個空心圓柱體Φ 100mm，上一段同心管段通過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)強度和重量的關系，同時保證導向塊沿空心圓柱體平穩(wěn)運行?？紤]到電磁混響室內(nèi)駐波場容易受到金屬等材料干擾，影響傳輸方向，同時還有需要保證結(jié)構(gòu)的強度，故本發(fā)明導向塊和升降裝置采用非金屬材料，這樣既可以減輕導向塊和升降裝置的重量，又能保證結(jié)構(gòu)的強度并能降低支架對場的干擾。支撐桿的底部采用鋼材焊接成一方形平臺，從平臺外伸四個支撐體，支撐體上安裝有萬向移動輪，一方面便于校準前的整體結(jié)構(gòu)的移動定位，適應不同場地使用要求；另一方面四個支撐體與平臺鉸鏈連接，支撐體可收可放，使整體結(jié)構(gòu)便于運輸和攜帶。在方形平臺結(jié)構(gòu)框架內(nèi)，內(nèi)部安裝有小電機、驅(qū)動機械、控制電路等，受操作者控制帶動導向塊的升、降和定位功能，從而實現(xiàn)8個檢測傳感器的移動和定位，無其他運動即可滿足方法需要，完成混響室校準工作。
[0021]為了保證采樣時電磁場穩(wěn)定性、均勻性，本發(fā)明采用八個場強傳感器同時感應空間X、Y、Z三向電磁場信號，其中，場強傳感器內(nèi)部包含偶極子傳感器、信號調(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采集場強信