[发明专利]用于电磁兼容试验的辐射发射测量天线的现场校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及天线的校准技术领域，特别涉及一种用于电磁兼容试验的辐射发射测量天线的现场校准方法。

背景技术

电磁兼容试验中，用于测量电磁波辐射发射的天线称为辐射发射测量天线。应用中，通常用辐射发射测量天线测量待测电磁波产生的电磁场（即待测电磁场）的场强值。其测量原理是：电磁兼容试验中，辐射发射测量天线感测到待测电磁场后会产生感应电流，该感应电流在天线端口转换为感应电压，即辐射发射测量天线的输出电压，由辐射发射测量天线的输出电压即可间接得到待测电磁场的场强值。

用于表征辐射发射测量天线的输出电压与待测电磁场的场强值的关系的物理量称为天线系数。天线系数是衡量一个辐射发射测量天线性能优劣的重要指标之一。对辐射发射测量天线进行校准就是要测量其天线系数。

电磁兼容试验中，对于30MHz-1GHz频段，常用的辐射发射测量天线包括双锥天线和双脊喇叭天线两种类型。现有技术中，辐射发射测量天线的校准方法主要有双天线法和三天线法。

采用双天线法校准辐射发射测量天线时，需要两个完全相同的天线，其中一个为待校准天线，这在实践中很难实现。因此，双天线法在实际应用中使用的很少。

现有技术中，最常用的辐射发射测量天线的校准方法是三天线法。采用三天线法校准辐射发射测量天线时，包括待校准天线在内，需要三个类型一致的天线，即需要三个双锥天线或者三个双脊喇叭天线。但是，一般的电磁兼容试验室仅有一个双锥天线和一个双脊喇叭天线。因此，辐射发射测量天线无法在一般的电磁兼容试验室内进行现场校准。在这种情况下，通常需要将辐射发射测量天线送到具备校准资质的专门的校准试验室，然后在校准试验室内利用三天线法进行校准。但是，将辐射发射测量天线送到校准试验室进行校准的过程中经常会遇到以下问题：

(1)辐射发射测量天线（即双锥天线和双脊喇叭天线）的尺寸较大，其最大尺寸大于1m，不方便包装和运输，并且运输过程中的震动还可能导致辐射发射测量天线的结构发生变化，从而影响校准的准确性；

(2)校准需要的时间较长，一般为二周，甚至更长，并且在校准期间，电磁兼容试验无法正常进行；

(3)电磁兼容试验室与校准试验室的电磁环境往往存在差异，这可能导致在校准试验室中校准得到的天线系数与待测天线在电磁兼容试验室中的实际天线系数之间存在偏差，从而导致校准的准确性降低。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一种用于电磁兼容试验的辐射发射测量天线的现场校准方法。

本发明提供的用于电磁兼容试验的辐射发射测量天线的现场校准方法包括如下步骤：

在校准试验室内，利用现有技术的校准方法测量得到参考天线的天线系数；

在校准试验室内，通过直通连接器将第一衰减器与第二衰减器电连接；

在校准试验室内，通过信号源产生电磁波信号，并通过频谱仪测量得到电磁波信号的功率的第一标准值；

在校准试验室内，通过同轴电缆将参考天线与第一衰减器电连接，且通过同轴电缆将传递天线与第二衰减器电连接；

在校准试验室内，通过信号源产生电磁波信号，且信号源的输出功率与其测量所述第一标准值时的输出功率相同，通过频谱仪测量得到电磁波信号的功率的第一测量值；

计算电磁波信号的功率的所述第一标准值与其所述第一测量值的差值得到参考天线与传递天线之间的插入损耗；

在电磁兼容实验室内，通过直通连接器将第一衰减器与第二衰减器电连接；

在电磁兼容实验室内，通过信号源产生电磁波信号，并通过频谱仪测量得到电磁波信号的功率的第二标准值；

在电磁兼容实验室内，将待校准天线通过同轴电缆与第一衰减器电连接，且将传递天线通过同轴电缆与第二衰减器电连接；

在电磁兼容实验室内，通过信号源产生电磁波信号，且信号源的输出功率与其在测量所述第二标准值时的输出功率相同，并通过频谱仪测量得到电磁波信号的功率的第二测量值；

计算电磁波信号的功率的所述第二标准值与所述第二测量值的差值得到待校准天线与传递天线之间的插入损耗；

由参考天线的天线系数、参考天线与传递天线之间的插入损耗、以及待校准天线与传递天线之间的插入损耗计算得到待校准天线的天线系数。

优选地，所述步骤“在校准试验室内，利用现有技术的校准方法测量得到参考天线的天线系数”为：在校准试验室内，利用现有技术的三天线法测量得到参考天线的天线系数。

优选地，参考天线与传递天线之间的插入损耗的计算公式为：