[发明专利]基于三极管的总场强计算电路及全向强电磁脉冲场传感器

说明书

本发明提供一种基于三极管的总场强计算电路及全向强电磁脉冲场传感器，所述基于三极管的总场强计算电路包括参考电压调节运算放大器A1、参考电压调节电阻R1、平衡电容C1、电压‑电流转换三极管T1、T2、T3、平衡电阻R2、R3、R4、1#分压调节电阻R5、R7、R9、2#分压调节电阻R6、R8、R10、温度平衡调节三极管T4、信号转换调节运算放大器A2以及电流‑电压转换电阻R11。本发明只需单个光纤通道即可实现测试信号的传输，对后端采集设备的要求低，所构成的测试系统简单、成本低；且可实现数GHz高频强电磁脉冲环境全向测试，传感器应用范围更广。

技术领域

本发明涉及强电磁脉冲测试技术领域，具体而言，涉及一种基于三极管的总场强计算电路及全向强电磁脉冲场传感器。

背景技术

近年来，随着空间强电磁脉冲环境监测需求的不断提升，全向强电磁脉冲场传感器的关注度和重视程度不断提高，其不仅可实现任意来波方向、任意极化方向的强电磁脉冲环境准确感知，且测试结果不受摆放姿态的影响，可以满足对未知来波方向、未知极化方向强电磁脉冲环境测试需求，具有广阔的应用前景。全向强电磁脉冲传感器主要结构包括正交轴向电场分量感应极子天线、感应信号处理电路、电光调制器件等组件；其中，感应信号处理电路是全向强电磁脉冲传感器中最关键的环节，其性能往往决定了传感器的测试频率、测试脉宽以及响应时间等重要指标参数，因此是全向强电磁脉冲场传感器重点设计对象。

目前，在已公开报道的用于强电磁脉冲环境全向测试的三维有源电光传感器中，主要采用直接电光调制式电路来对传感器的三路轴向(分别为X轴、Y轴以及Z轴)电场分量感应信号进行处理，将它们直接转换成三路光纤信号进行传输，并在接收端进行采集处理得到空间总场强。这种基于直接电光调制式电路的传感器工作原理虽然简单，但在实际使用在存在明显的缺陷：首先，直接电光调制式电路不仅需要三个电光调制器件完成三路感应信号的电光转换，还需要相应的均衡电路来确保三个电光调制器件的一致性，电路功耗大且复杂；其次，直接电光调制式电路输出为三路信号，需要三个独立通道来传输测试信号，同时要求采集设备具备三个独立接收端口才能完成全部测试信号的接收采集；最后，基于此电路的传感器测试频率受到电光器件频率限制(一般在1GHz以内)，导致传感器难以实现1GHz频率以上的强电磁脉冲环境测试，限制了其实际应用。

发明内容

本发明旨在提供一种基于三极管的总场强计算电路及全向强电磁脉冲场传感器，以解决现有直接电光调制式电路及其应用的强电磁脉冲环境全向测试的三维有源电光传感器存在的问题。

本发明提供的一种基于三极管的总场强计算电路，包括参考电压调节运算放大器A1、参考电压调节电阻R1、平衡电容C1、电压-电流转换三极管T1、电压-电流转换三极管T2、电压-电流转换三极管T3、平衡电阻R2、平衡电阻R3、平衡电阻R4、1#分压调节电阻R5、1#分压调节电阻R7、1#分压调节电阻R9、2#分压调节电阻R6、2#分压调节电阻R8、2#分压调节电阻R10、温度平衡调节三极管T4、信号转换调节运算放大器A2以及电流-电压转换电阻R11；