[发明专利]一种特高频电磁脉冲传感器特性标定方法及系统

权利要求书

1.基于单锥天线的特高频电磁脉冲传感器特性标定方法，其特征在于，

其包括以下步骤：

第一步，构建高功率亚纳秒前沿脉冲源以及镜面单锥天线；

第二步，将第一步中的高功率亚纳秒前沿脉冲源和镜面单锥天线通过电缆进行连接，形成镜面单锥标定系统；

第三步，根据第二步中的镜面单锥标定系统，生成单锥天线空间电磁场，并建立镜面单锥传递函数，计算单锥天线空间电磁场强度以及单锥天线频域；

第四步，将待测传感器放置在第三步中的单锥天线空间电磁场的某处，使得待测传感器能接收单锥天线空间电磁场的电磁脉冲信号，并产生感应电压；

第五步，将第四步的感应电压与第二步中高功率亚纳秒前沿脉冲源的脉冲源输出电压进行对比，计算标定比例系数，从而实现待测传感器的标定；

所述第二步中，镜面单锥天线的输入阻抗由半锥角决定，其输入阻抗的计算公式如下：

式中，r为观测点到单锥顶点的距离，θ_h为单锥的锥角，η₀为真空波阻抗；

所述第三步中，镜面单锥传递函数，用于计算单锥天线空间电磁场强度，其具体的计算公式如下：

其中，t为时间，r为测点相距锥顶点距离、θ为测点、顶点和单锥对称轴间夹角，c为光速，η₀为真空波阻抗，V(t)、V(ω)分别为输入电压的时频域表达式；

所述单锥天线频域的计算公式如下：

；

其中，E为待测电场；V为传感器感应电压；

所述第四步中，待测传感器所处位置的角度以及距离通过坐标系法进行传递函数溯源，其具体的计算公式如下：

其中，（x,y）为待测传感器的水平和垂直坐标，其通过距离测量得到；

P为待测传感器所处位置；

θ₀为待测传感器所处位置的角度；

r₀为待测传感器所处位置到单锥顶点的距离；

所述第五步中，待测传感器的具体标定过程如下：

高功率亚纳秒前沿脉冲源输出脉冲通过功率分配器分为两路，其中一路通过衰减器连接示波器测得脉冲源输出电压V₀(t)，另一路连接单锥天线馈电产生标准电磁脉冲场E₀(t)，待测传感器接收电磁脉冲信号产生感应电压，并通过示波器测得感应电压V_m(t)，则标定比例系数k的计算公式如下：

其中，r为观测点到单锥顶点的距离，θ_h为单锥的锥角，E₀、V₀、V_m均为对应时域信号的峰值；

所述感应电压V_m(t)包括水平分量感应电压V_mx和垂直分量感应电压V_my，

根据水平分量感应电压V_mx和垂直分量感应电压V_my，计算待测传感器在P点总电场相应的感应电压，其具体的计算公式如下：

；

将V_pm代入比例系数公式，得到待测传感器的比例系数的最终计算公式：

。