[发明专利]具有灵敏度系数自校准功能的脉冲电场探测器及使用方法

权利要求书

1.具有灵敏度系数自校准功能的脉冲电场探测器，其特征在于，包括探测器前端和探测器后端两部分；

所述的探测器前端包括前端天线、前端积分电路、前端放大电路、前端电光转换电路、前端光电转换电路、前端控制信号响应电路与前端标准方波电路；

探测器后端包括后端光电转换电路、后端放大电路、后端输出电路、后端开关控制电路、后端控制信号产生电路与后端电光转换电路；

前端天线：用于感应电磁脉冲电场信号，并将其转换为电信号；

前端积分电路：用于将所述电信号进行积分，其输出波形与电磁脉冲电场信号波形特征一致；

前端放大电路：对积分电路输出的信号进行放大，同时为前端电光转换电路提供足够的驱动能力；

前端电光转换电路：将放大电路输出的信号转换为光信号，利用光纤将信号远距离传输至探测器后端；

后端光电转换电路：将探测器前端传输过来的光信号转换为电信号；

后端放大电路：将后端光电转换电路输出的电信号进行放大，为后续输出提供一定的驱动能力；

后端输出电路：将后端放大电路的输出信号进行阻抗匹配，变为50欧姆同轴线输出，以便在示波器记录设备上进行波形显示和采集；

后端开关控制电路：提供开关控制信号，开关打开代表产生标准方波震荡电路，开关关闭代表关闭标准方波震荡电路；

后端控制信号产生电路：响应开关控制电路，开关打开和关闭状态下生成对应的控制信号；

后端电光转换电路：控制信号经电光转换，光纤传输至探测器前端；

前端光电转换电路：将探测器后端传输过来光控制信号转换为电信号；

前端控制信号响应电路：响应控制信号，产生能够打开和关闭标准幅值震荡方波电路的驱动信号，以及控制标准幅值震荡方波是否加载到天线端口；

前端标准方波电路：将标准幅值震荡方波加载到天线端口，模拟天线感应到的电磁脉冲电场信号，电磁脉冲电场信号经过整个测量通路回传至探测器后端，读取探测器后端输出的方波幅值变化率，实现对探测器灵敏度系数的自校准。

2.根据权利要求1所述的具有灵敏度系数自校准功能的脉冲电场探测器，其特征在于，所述的前端电光转换电路与后端光电转换电路之间通过光纤1作为测量通路，光纤1将探测器前端的探测信号传输至探测器后端。

3.根据权利要求1所述的具有灵敏度系数自校准功能的脉冲电场探测器，其特征在于，所述的后端电光转换电路与前端光电转换电路之间通过光纤2作为控制通路，用于探测器后端能够控制探测器前端天线是否加载一个标准幅值震荡方波，通过读取探测器后端的标准方波输出幅值，实现探测器因光功率变化导致的测量误差。

4.根据权利要求1所述的具有灵敏度系数自校准功能的脉冲电场探测器，其特征在于，所述的探测器前端放置在电场环境中，用于脉冲电场的信号采集。

5.根据权利要求1所述的具有灵敏度系数自校准功能的脉冲电场探测器，其特征在于，所述的探测器后端放置在测量屏蔽间，用于负责信号的显示和采集。

6.基于权利要求1所述的具有灵敏度系数自校准功能的脉冲电场探测器的使用方法，其特征在于，包括以下步骤；

步骤一：

将探测器放置于标准脉冲场环境中，通过测量待测电场与输出电压幅值之间的关系，得到其灵敏度系数S₀，

测量待测电场用E表示，输出电压幅值用U表示，则灵敏度S₀=E÷U；

步骤二

在实验室灵敏度系数阶段，记录标准方波从前端经电光—光电转换传输到后端的输出幅值U₀；

步骤三：

在实际使用时，在试验现场完成探测器的光纤、线缆连接后，首先读取当前状态下的标准方波输出幅值U₁；

步骤四：

当前试验状态下的系统灵敏度系数S₁= S₀×(U₀÷U₁)，进一步的进行修正当前探测器灵敏度系数。