[发明专利]纳秒时间分辨的脉冲电磁场测量装置及方法

权利要求书

1.纳秒时间分辨的脉冲电磁场测量装置，其特征在于：包括由FPGA构成的控制中枢和与控制中枢相联接的GPS模块、4G通信模块、探测单元；探测单元测量得到脉冲电磁场的辐射信号经模数转换模块转为数字测量信号，GPS模块获得测量点的时间信息和位置信息，4G通信模块将数字测量信号、时间信息、位置信息传输至远端的测试中心；

所述的控制中枢包括比较器、检测单元、计数单元、时钟单元、发送单元、时间缓存单元、位置缓存单元和数据缓存单元，所述的时钟单元为计数单元提供时钟基准；

所述的时间缓存单元获取并存储GPS模块的时间信息，位置缓存单元获取并存储GPS模块的位置信息；

所述的检测单元检测到GPS模块PPS信号的正跳变时，驱动计数器工作，再次检测到正跳变时，计数单元复位，并循环工作；

所述的模数转换模块输出的数字测量信号一路进入比较器，另一路进入数据缓存单元存储；比较器检测得到待测量辐射信号的上升沿时，输出停止信号至时间缓存单元、位置缓存单元和计数单元，发送单元将数字测量信号和停止时刻的时间信息、位置信息、计数结果通过4G通信模块传输至远端的测试中心；

所述的检测单元为FPGA内部的触发器，PPS信号的引脚作为触发器的输入端，以时钟单元倍频产生的高速时钟作为触发器的时钟端。

2.根据权利要求1所述的纳秒时间分辨的脉冲电磁场测量装置，其特征在于：探测单元包括电小天线、宽频带运放和差分电路，电小天线接收到电磁场的辐射信号后，经宽频带运放放大和单端转差分处理后得到电压信号，代表测点的电场强度。

3.根据权利要求1所述的纳秒时间分辨的脉冲电磁场测量装置，其特征在于：时钟单元的频率为1GHz。

4.利用权利要求1-3任意之一的纳秒时间分辨的脉冲电磁场测量装置进行脉冲电磁场辐射参数测量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

【1】脉冲电磁场辐射参数测量装置加电启动，4G通信模块与远端测试中心的服务器连接，GPS模块与卫星进行时钟时间及位置同步；

【2】测量装置接收到服务器发送的开始采集命令后，启动采集电路，进入待触发模式；

【3】GPS模块输出秒脉冲信号、时间信息和位置信息至控制中枢；

【4】检测单元对秒脉冲信号进行检测，当检测单元检测到秒脉冲信号出现正跳变时，启动计数单元进行计数，启动缓存单元对时间及位置信息进行缓存；当检测单元再次检测到秒脉冲信号正跳变时，复位计数单元并更新缓存单元信息，并循环进行；

【5】当被测量辐射信号到来时，比较器检测到上升沿触发信号时输出停止信号至时间缓存单元、位置缓存单元和计数单元，发送单元将数字测量信号和停止时刻的时间信息、位置信息、计数结果通过4G通信模块传输至远端的测试中心；

【6】测试中心获得脉冲电磁场辐射参数，并根据时钟单元的频率和计数值，以及时间信息和位置信息，得到辐射信号幅值及产生的位置和准确时刻；

【7】测量完毕后，控制中枢向服务器发送采集完成指令，在服务器控制下关闭采集电路，进入到下一次测量准备阶段。