瞬變強電磁脈衝測試裝置的製作方法
2023-06-05 02:34:56
專利名稱：瞬變強電磁脈衝測試裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於瞬變強電磁脈衝檢測的測試裝置，屬於電磁兼容性測試領域，適用於測量上升時間最小為2ns的瞬變強電磁脈衝。
背景技術：
由於瞬變強電磁脈衝對電子信息設備的破壞力巨大，瞬變強電磁脈衝測試技術越來越受到重視，依照有關規定，已對相關電子、電氣設備提出了抗瞬變強電磁脈衝輻射場的要求。目前，在瞬變高能量電磁脈衝的測試、防護技術和措施研究中，高能量電磁脈衝場產生裝置的研製已取得較大的發展；但高能量電磁脈衝場的測試技術相對滯後，僅能測試上升時間為10ns以上的瞬變強電磁脈衝；有的瞬變強電磁脈衝測試裝置必須牢固固定在地面上的，離開地面就不能進行測量，另外測試連接線為電纜，測試設備易受幹擾，測試人員容易受到電磁輻射的傷害。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足而提供一種可準確測量高場強、脈衝上升時間為納秒級的瞬變強電磁脈衝測試裝置，用於測量上升時間最小為2ns的瞬變強電磁脈衝。
本發明為解決上述問題所提出的技術方案為包括瞬變強電磁脈衝測試探頭、瞬變強電磁脈衝測試主機和數字存儲示波器，所述的瞬變強電磁脈衝測試探頭包括天線和全屏蔽探頭盒，全屏蔽探頭盒中設置有阻抗變換電路、跟隨電路和電光轉換電路，所述的瞬變強電磁脈衝測試主機由光電轉換電路、信號處理電路聯接組成，瞬變強電磁脈衝測試主機與瞬變強電磁脈衝測試探頭通過光纖相導通，瞬變強電磁脈衝測試主機的輸出端與數字存儲示波器相接。
按上述方案，所述的天線為帶屏蔽罩的單極子天線，單極子天線的長度可調。
本實用新型的工作過程為天線在瞬變強電磁脈衝輻射場中測得一個瞬變脈衝電壓信號，此信號經跟隨電路後由電光轉換電路將其轉換成光信號輸出至瞬變強電磁脈衝測試主機。在瞬變強電磁脈衝測試主機中光電轉換電路將接收到光信號轉換成電信號，通過信號處理後將電信號復原為原始的瞬變脈衝電壓信號，再送到數字存儲示波器進行顯示，即可準確測量出瞬變強電磁脈衝輻射場的強度和其它相關參數。
本發明的有益效果在於1、可用於上升時間最小為2ns的瞬變強電磁脈衝的測量，測量結果準確、直觀。2、採用探頭和主機相分離的結構，用光纖作為信號傳輸介質，可使瞬變強電磁脈衝測試主機和操作人員遠離測試現場，這不僅極大提高了測試裝置的抗幹擾能力，而且使測試人員免受電磁輻射的傷害。
圖1為本發明一個實施例的電路結構框圖。
圖2為本發明一個實施例中的阻抗變換電路、跟隨電路和電光轉換電路原理圖。
圖3為本發明一個實施例中光電轉換電路和信號處理電路的電路原理圖。
圖4為本發明一個實施例中帶屏蔽罩的單極子天線的結構圖示。
具體實施例方式
以下結合附圖詳細說明本發明實施例，由瞬變強電磁脈衝測試探頭、瞬變強電磁脈衝測試主機和數字存儲示波器三個部分組成。所述的瞬變強電磁脈衝測試探頭包括帶屏蔽的天線1和全屏蔽探頭盒3，天線為單極子天線，外圍有屏蔽罩2，無方向性，調整其露出屏蔽罩的長度即可改變測試儀表的測量範圍；全屏蔽探頭盒中設置有阻抗變換電路、跟隨電路和電光轉換電路，天線的信號通過接口J2經電容C1輸入至阻抗變換電路。所述的阻抗變換電路包括場效應管Q1(BFR30)、高頻三極體Q2(BFR93A)及其外圍電路電阻R1、R2、R3、R4和電感L1、L2，其中Q1、Q2級聯成達林頓管，既使得電路的輸入阻抗很高能保證電路的頻響，輸出電阻小接口容易，又能減小單個場效應管帶來的信號非線性失真，Q1、Q2的集電極分別通過L1、L2與電源VCC相接，並通過電容C2接地；跟隨電路由寬帶運算放大器U1(OPA685)與外圍電路R5組成，能保證信號很好向下一級傳輸；電光轉換電路由雷射器U2(LDM3S504)和外圍電路R6、R7和C3組成，其中R6為雷射器提供一個合適的偏置電流，R7和C3起改善電路頻響的作用；電光轉換電路的輸出端通過光纖與瞬變強電磁脈衝測試主機的輸入端相接，瞬變強電磁脈衝測試主機包括光電轉換電路、信號處理電路，其中光電轉換電路由光探測器U3(PDCM975)和寬帶運算放大器U4(OPA685)及其外圍電路R8、R9、R10組成，其中U3的埠N、U4的埠Vs與正壓電源VCC相接，並通過電容C5接地；U4的埠-Vs與負壓電源VCC-相接，並通過電容C4接地；光電轉換電路將收到的光信號轉換成電信號；信號處理電路包括寬帶運算放大器U5(OPA685)及外圍電路R11、R12、R13、R14，U5的埠Vs與正壓電源VCC相接，-Vs與負壓電源VCC-相接；信號處理電路使U5輸出的電信號復原為原始的脈衝電壓信號，通過接口J4輸出至數字存儲示波器。
權利要求
1.一種瞬變強電磁脈衝測試裝置，其特徵在於包括瞬變強電磁脈衝測試探頭、瞬變強電磁脈衝測試主機和數字存儲示波器，所述的瞬變強電磁脈衝測試探頭包括天線和全屏蔽探頭盒，全屏蔽探頭盒中設置有阻抗變換電路、跟隨電路和電光轉換電路，所述的瞬變強電磁脈衝測試主機由光電轉換電路、信號處理電路聯接組成，瞬變強電磁脈衝測試主機與瞬變強電磁脈衝測試探頭通過光纖相導通，瞬變強電磁脈衝測試主機的輸出端與數字存儲示波器相接。
2.按權利要求1所述的瞬變強電磁脈衝測試裝置，其特徵在於在所述的天線為帶屏蔽罩的單極子天線，單極子天線的長度可調。
3.按權利要求1或2所述的瞬變強電磁脈衝測試裝置，其特徵在於所述的阻抗變換電路包括場效應管Q1、高頻三極體Q2及其外圍電路電阻R1、R2、R3、R4和電感L1、L2，其中Q1、Q2級聯成達林頓管，Q1、Q2的集電極分別通過L1、L2與電源VCC相接，並通過電容C2接地。
4.按權利要求1所述的瞬變強電磁脈衝測試裝置，其特徵在於所述的電光轉換電路由雷射器U2和外圍電路R6、R7和C3組成，其中R6為雷射器提供一個合適的偏置電流，R7和C3起改善電路頻響的作用。
5.按權利要求1所述的瞬變強電磁脈衝測試裝置，其特徵在於所述的光電轉換電路由光探測器U3和寬帶運算放大器U4及其外圍電路R8、R9、R10組成，它將收到的光信號轉換成電信號。
6.按權利要求1所述的瞬變強電磁脈衝測試裝置，其特徵在於所述的信號處理電路由寬帶運算放大器U5及外圍電路R11、R12、R13、R14組成，使得U5輸出的電信號復原為原始的脈衝電壓信號，通過接口J4輸出至數字存儲示波器。
全文摘要
本發明涉及一種用於瞬變強電磁脈衝檢測的測試裝置，包括瞬變強電磁脈衝測試探頭、瞬變強電磁脈衝測試主機和數字存儲示波器，瞬變強電磁脈衝測試探頭包括天線和全屏蔽探頭盒，全屏蔽探頭盒中設置有阻抗變換電路、跟隨電路和電光轉換電路，瞬變強電磁脈衝測試主機由光電轉換電路、信號處理電路聯接組成，瞬變強電磁脈衝測試主機與瞬變強電磁脈衝測試探頭通過光纖相導通，瞬變強電磁脈衝測試主機的輸出端與數字存儲示波器相接。本發明的有益效果在於1.可用於上升時間最小為2ns的瞬變強電磁脈衝場的測量。2.可使瞬變強電磁脈衝測試主機和操作人員遠離測試現場，這不僅極大提高了測試裝置的抗幹擾能力，而且使測試人員免受電磁輻射的傷害。
文檔編號G01R31/00GK1877348SQ20061001958
公開日2006年12月13日 申請日期2006年7月10日 優先權日2006年7月10日
發明者宋文武, 劉義, 易學勤, 陳久春, 張傳東, 溫定娥 申請人:中國艦船研究設計中心