[发明专利]一种高灵敏度谐振频率可调的切向电场测量探头

说明书

本发明公开了一种高灵敏度谐振频率可调的切向电场测量探头，包括由一对弯折型的偶极子单元构成的切向电场感应前端部分，以及提高探头测试灵敏度的谐振频率传输部分，其中谐振频率传输段由耦合带状线构成了谐振传输特性，并且通过在两段传输线部分同时引入一对可变电容二极管，从而实现谐振频率可调的传输特性，另一部分是由巴伦结构构成的差模转共模传输部分，其实现了信号从平衡到不平衡模式的转化，最后一部分为共面波导传输结构，最终实现从感应场信号到输出信号的获取，其中探头的顶面和底面为金属屏蔽层。本发明采用外加偏置电压调控变容二极管的电容，从而实现探头传输部分的谐振频率可调特性，以实现切向电场探头的谐振频率动态调控。

技术领域

本发明属于微波测量器件技术领域，具体涉及一款高灵敏度谐振频率可调的切向电场测量探头，可以在高灵敏度的条件下，获得工作频带内电磁场的切向电场分量，从而对电磁兼容和电磁辐射问题进行分析。

背景技术

近年来随着现代消费电子产品以及多种电子器件的快速发展，对于电子产品和器件内部的电磁场环境和消费电子产品产生的辐射也都受到了广泛研究和关注。目前的消费电子产品内部各功能模块和器件之间分布非常紧凑，由此产生的各模块之间电磁兼容问题也日益突出，为了分析和解决电子产品内部的电磁兼容问题，可以通过研究内部的电磁场分布来分析电磁兼容问题。同时，目前随着生活水平的日益提高和消费类电子产品的普及化，电子产品对于人们身体健康产生的影响也越来越受到关注和重视，其中电子产品产生的辐射是对人体健康产生影响最为密切的因素，为了研究电子产品对人体产生的辐射影响，就需要研究和分析电子产品工作时对人体内部产生的电磁场分布，所以不论是解决消费类电子产品的电磁兼容问题，还是分析电子产品辐射对人体产生的影响，获得并分析其电磁场分布都是极具研究意义和应用价值的。

能够获得准确的电磁场分布并建立适合的电磁模型是分析电磁兼容和电磁辐射问题的关键。近场探头可以有效地测量和获取近场范围内的电磁场分布情况，它可以被用来实现材料在微波频段内的特性研究、检测器件表面的电磁场耦合关系，以及定位器件功能模块的噪声源等。通过采用近场测量探头在待测平面内进行预设分布位置的近场扫描，可以获取整个平面内的电磁场分布，从而对电磁兼容和电磁辐射等问题进行评估。在进行近场扫描探测过程中，采用的探头一般为宽带电场或磁场测量探头，这种探头的优势在于可以对某一具体频段内的电场或磁场进行有效测量，获得探头工作带宽内的任意频点的电磁场分布情况，但是在需要检测的电磁场极其微弱或者需要定位的电磁噪声源难以测量等场景下，这种宽带探头就难以起到很好的测量效果，所以提高测量探头的灵敏度，设计高灵敏的电磁场探头就非常具有应用价值和研究意义。

目前为了获得高灵敏度的电磁场探头，可以采用的方案主要有在探头传感部分进行结构设计，从而增大探头的前端等效感应面积，以获得更多得电磁场能量；或者是设计有源的电磁场探头，在探头内部设计放大电路，用来对探测信号进行放大；此外，采用在探头内部设计谐振结构可以在期望的频点上获得更高的灵敏度。对于手机等消费类电子产品其工作频带都相对较窄，为了在这种工作频段内进行电磁噪声的定位或者是电磁辐射的测量，采用谐振电磁场探头可以获得较高的检测灵敏度。现如今研究人员对谐振电场或磁场探头做出了相应的研究，但是设计的谐振探头都是工作在单一频点上的探头，只能对固定的频点进行高灵敏度测量，而在需要对其它频点进行电磁兼容和电磁辐射研究分析时，就需要重新设计探头的谐振结构，甚至是改变整体的结构参数。所以设计一款谐振频率可调的探头，可以很方便的在检测某一频段内的电磁场情况下，获得高灵敏度的测量结果。如今消费类电子产品发展迅速，设计一款高灵敏度谐振频率可调的切向电场测量探头有助于对切向电场分量进行提取，从而便于对电磁兼容和电磁辐射问题进行研究和分析。

发明内容

技术问题：为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种高灵敏度谐振频率可调的切向电场测量探头，它具有结构设计简单和动态可调等优点，并且可以通过调节偏置电压来实现探头谐振频率的可调，从而获得高灵敏度的切向电场测量，以便于对电磁辐射和电磁兼容问题进行研究。