本發(fā)明屬于微波技術(shù)、電磁兼容領(lǐng)域，具體涉及一種平面電路測(cè)試空間電磁輻射干擾方法

背景技術(shù)：

電磁兼容技術(shù)在工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)(IMS)研究中的應(yīng)用日益廣泛,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。特別是在具有連續(xù)波、大功率、長(zhǎng)時(shí)間工作的微波源的情況下，此時(shí)微波空間泄漏輻射將對(duì)控制電路產(chǎn)生致命影響。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)分析線纜耦合是空間輻射對(duì)電路元件造成傷害的主要途徑，因此為確保電子產(chǎn)品的長(zhǎng)期有效工作，有必要對(duì)空間電磁輻射干擾進(jìn)行測(cè)試。

空間電磁輻射干擾測(cè)試主要運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)天線法、場(chǎng)強(qiáng)儀(電流探頭)法等，其中標(biāo)準(zhǔn)天線法主要應(yīng)用于設(shè)備外部電磁輻射場(chǎng)的測(cè)試，以確定其對(duì)外部環(huán)境的影響；場(chǎng)強(qiáng)儀(電流探頭)法則大多用于設(shè)備內(nèi)部線纜及關(guān)鍵元件周?chē)妮椛鋱?chǎng)的測(cè)試，為設(shè)備元件的電磁兼容分析提供數(shù)據(jù)支撐，確保設(shè)備的正常工作。在用場(chǎng)強(qiáng)儀(電流探頭)測(cè)試過(guò)程中，其探頭的放置、固定是測(cè)試中的一大難點(diǎn)，特別是在內(nèi)部空間狹小且線纜密集的情形下(絕大多數(shù)微波源的情形)，有可能根本無(wú)法放置測(cè)試探頭。其次探頭的放置會(huì)改變輻射場(chǎng)分布，給測(cè)試帶來(lái)較大誤差。鑒于以上情況，我們提出了一種空間電磁輻射干擾測(cè)試方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決場(chǎng)強(qiáng)儀(電流探頭)測(cè)試空間電磁輻射干擾的局限，特別是在內(nèi)部空間狹小且線纜密集的情形下測(cè)試空間電磁輻射干擾信號(hào)時(shí)，而提出一種有效的空間電磁輻射干擾測(cè)試方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種平面電路測(cè)試空間電磁輻射干擾方法，由平面測(cè)試電路，線纜和空間輻射場(chǎng)耦合模型及計(jì)算程序構(gòu)成，其測(cè)試步驟如下：

步驟一，將平面測(cè)試電路放置于待測(cè)區(qū)域；

步驟二，量線纜負(fù)載的電壓和電流響應(yīng)；

步驟三：由步驟而測(cè)試得到線纜負(fù)載的電壓和電流響應(yīng)，在線纜和空間輻射場(chǎng)耦合模型中通過(guò)時(shí)域有限差分法FDT計(jì)算得到線纜周?chē)目臻g輻射場(chǎng)。

本發(fā)明方法測(cè)試原理如下，空間電磁場(chǎng)與平面測(cè)試電路上的線纜有耦合作用，耦合作用的強(qiáng)弱與空間電磁場(chǎng)的幅度和入射方向相關(guān)，其大小可由負(fù)載上的電壓或電流響應(yīng)反應(yīng)出來(lái)。通過(guò)環(huán)境條件，平面測(cè)試電路及空間電磁場(chǎng)的入射方向可建立線纜和空間輻射場(chǎng)耦合模型及編制相應(yīng)的計(jì)算程序，由此計(jì)算程序可以由負(fù)載上的電壓或電流響應(yīng)反推出線纜周?chē)目臻g電磁場(chǎng)。其中空間電磁場(chǎng)的入射方向可由干擾源和平面測(cè)試電路的位置及其特性計(jì)算出。對(duì)于某些計(jì)算空間電磁場(chǎng)的入射方向有困難的情況，可用場(chǎng)強(qiáng)探頭在空間較大的區(qū)域測(cè)出其場(chǎng)分布，從而算出空間電磁場(chǎng)的入射方向。

所述平面測(cè)試電路為一微帶電路：介質(zhì)基片2的底面為接地板1，介質(zhì)基片2上設(shè)置有多組支路，各支路由連接在負(fù)載與SMA接頭間的線纜構(gòu)成；接地板為金屬銅；介質(zhì)基片2為損耗正切很小的介質(zhì)材料；線纜為特性阻抗50Ω的金屬銅導(dǎo)帶。

所述平面測(cè)試電路多線纜負(fù)載為50Ω。

所述多線纜長(zhǎng)度和相互之間的間距可隨實(shí)際應(yīng)用變化。

所述接地板和線纜所用材料均為良導(dǎo)體。

所述線纜一端接匹配負(fù)載，另一端SMA接頭接屏蔽同軸傳輸線及測(cè)試儀器

所述線纜和空間輻射場(chǎng)耦合模型，場(chǎng)線耦合傳輸線方程能夠獲得多導(dǎo)體傳輸線和傳輸線網(wǎng)絡(luò)終端負(fù)載上的電壓和電流響應(yīng)。所述線纜和空間輻射場(chǎng)耦合模型，時(shí)域有限差分法(FDTD)可處理寬頻帶信號(hào)激勵(lì)、端接非線性負(fù)載等問(wèn)題。進(jìn)一步的，所述線纜和空間輻射場(chǎng)耦合模型，F(xiàn)DTD方法是一種時(shí)域算法，能夠一次計(jì)算獲得寬頻帶信號(hào)在電纜上耦合產(chǎn)生的瞬態(tài)響應(yīng)。線纜和空間輻射場(chǎng)耦合模型，計(jì)算程序具有分析不同因素對(duì)電壓、電流響應(yīng)影響的能力。計(jì)算程序具有快速處理寬帶電磁場(chǎng)信號(hào)及多輻射源在傳輸線上的激勵(lì)場(chǎng)的能力。

有益效果：

本發(fā)明對(duì)比已有技術(shù)具有以下創(chuàng)新點(diǎn)：

1、首次提出使用多線纜平面電路測(cè)試空間電磁輻射干擾。

2、使用平面電路及SMA接頭接屏蔽同軸傳輸線到測(cè)試儀器的方式對(duì)電壓、電流進(jìn)行測(cè)試，減少了空間占用及測(cè)試誤差。

本發(fā)明對(duì)比已有技術(shù)具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：

1、有效解決了在內(nèi)部空間狹小且線纜密集的情形下測(cè)試設(shè)備內(nèi)部線纜及關(guān)鍵元件周?chē)妮椛鋱?chǎng)的難題。

2、把對(duì)場(chǎng)的測(cè)試轉(zhuǎn)換成對(duì)路的測(cè)試，有效地消除了其它測(cè)試方式的不良影響(測(cè)試頻帶有限、校正及遮擋等產(chǎn)生的誤差)。

附圖說(shuō)明

圖1為多線纜平面電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為線纜和空間輻射場(chǎng)耦合模型示意圖。

圖3為線纜和空間輻射場(chǎng)耦合模型計(jì)算和測(cè)試結(jié)果。

圖4為峰值電壓響應(yīng)與峰值場(chǎng)強(qiáng)關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述：

測(cè)量步驟如下：

一、準(zhǔn)備接入測(cè)量環(huán)境，連接測(cè)量設(shè)備

本實(shí)施例準(zhǔn)備的裝置包括：如圖1所示的多線纜平面測(cè)試電路、頻譜儀、可調(diào)衰減器、電場(chǎng)探頭、信號(hào)發(fā)生器。

將多線纜平面測(cè)試電路(圖1)放置到測(cè)試環(huán)境中待測(cè)位置上，用同軸線連接可調(diào)衰減器及頻譜儀。

二、測(cè)量線纜負(fù)載的電壓響應(yīng)

將可調(diào)衰減器預(yù)置到較大檔位，開(kāi)啟頻譜儀，選定測(cè)量頻率范圍，觀察干擾頻譜并調(diào)節(jié)可調(diào)衰減器，使被測(cè)信號(hào)處于合理的范圍，記錄下電壓響應(yīng)的峰值。

三、計(jì)算線纜周?chē)目臻g輻射場(chǎng)

由干擾源的分布及線纜耦合原理建立線纜和空間輻射場(chǎng)耦合模型，如圖2所示；然后用此模型和測(cè)得的電壓響應(yīng)的峰值計(jì)算出線纜周?chē)目臻g輻射場(chǎng)。

實(shí)際測(cè)量表明此方法得到結(jié)果的誤差絕大部分小于5％,只有極少部分誤差位于5％-9％之間，如圖3所示。此外在計(jì)算和測(cè)試中發(fā)現(xiàn)在相同的環(huán)境中，同一位置的峰值電壓響應(yīng)與峰值場(chǎng)強(qiáng)成線性關(guān)系，如圖4所示。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。