[发明专利]一种大功率脉冲场强校准系统和方法

说明书

本申请实施例中提供了一种大功率脉冲场强校准系统和方法，其中，该系统包括：对向设置于微波暗室内的喇叭天线和集成光学电场传感器，以及分析模块；所述喇叭天线在所述微波暗室内发射固定占空比的脉冲场，所述集成光学电场传感器感应脉冲场强产生感应电压；分析模块，基于脉冲信号源的参数和所述感应电压，获得脉冲场强的校准数据。本申请所述技术方案能够准确地进行大功率脉冲场强校准，可满足大功率脉冲场强的计量保障需求。校准范围可达3000V/m，较之现有传统方法(不超过1000V/m)的校准范围有大幅度提升。本方案还能够根据需要对脉冲场强重复频率、脉宽、上升/下降时间等时域参数进行校准。

技术领域

本申请涉及脉冲强度校准领域，特别涉及一种S波段(2GHz～4GHz)最大幅值3000V/m的大功率脉冲场强校准系统和方法。

背景技术

场强是无线电的基本参数之一，也是复杂电磁环境中最基本的物理量之一。场传感器是测量场强的常用设备，场强测量结果的准确性需要场强传感器校准技术的保障。标准场强环境的研建及场传感器的校准一直是国内外计量机构的一个发展方向。

传统的场传感器校准方法依据的主要标准是国际电气电子工程师协会(IEEE)电磁兼容分会颁布的IEEE Std 1309-2013《IEEE Standard for calibration ofelectromagnetic field sensors and probes,excluding antennas,from 9kHzto40GHz》。该标准在9kHz～40GHz的不同频段，对不同场强类型和作用域描述了九种场强产生方法(如表1所示)，为场传感器的校准提供了标准场强环境。

表1IEEE Std.1309-2013中描述的九种标准场强产生方法

为了满足应用需求，国外主要计量机构投入了大量资金建立连续波场强校准系统。美国国家标准技术研究所(NIST)分不同频段分别在TEM小室(10kHz～300MHz)、开阔场(25MHz～1GHz)和电波暗室(利用开口波导和标准增益喇叭天线)(0.2GHz～40GHz)内建立了连续波场强标准装置，场强范围1V/m～200V/m，测量不确定度0.2dB～1dB。英国NPL建立的连续波场强标准频段覆盖10Hz～45.5GHz，在10Hz～300MHz频段内采用TEM法，场强范围为0.05V/m～1000V/m，测量不确定度为0.68dB；在180MHz～2.5GHz频段内采用GTEM室，场强范围为0.05V/m～600V/m，不确定度为0.8dB；在2.4GHz～45.5GHz采用角锥喇叭天线，场强最大可以达到600V/m，不确定度最大为0.4dB。全俄物理技术和无线电测量研究院于1987年～1992年创建了频率范围300Hz～1GHz，场强测量范围为0.2V/m～10V/m的连续波电场强度国家基准；于1999年创建了0.3GHz～78.0GHz频率范围内电磁场能流密度的国家基准，测量范围为0.1W/m²～10W/m²。

在国内，北京无线电计量测试研究所在10kHz～1GHz频段利用TEM室、GTEM室建立了量程为1V/m～300V/m，测量不确定度为l.0dB的连续波场强标准；利用标准喇叭天线在微波暗室中建立1GHz～110GHz连续波场强标准，场强量程为1V/m～200V/m，测量不确定度为1.2dB。国家计量院在10MHz～1GHz频段利用TEM室、GTEM室建立了量程为100V/m～120V/m，测量不确定度为ldB的连续波场强标准；利用标准喇叭天线在微波暗室中建立1GHz～40GHz连续波场强标准，功率通量秘密量程为0.05mW/cm²～10mW/cm²，测量不确定度为1dB。