專利名稱：一種電磁輻射敏感度自動(dòng)測(cè)試中判斷功率放大器飽和的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁兼容自動(dòng)測(cè)試領(lǐng)域，具體涉及一種電磁輻射敏感度自動(dòng)測(cè)試中判 斷功率放大器飽和的方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)GJB151A-97《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求》規(guī)定，電磁兼容測(cè) 試包括電磁干擾(EMI)試驗(yàn)和電磁敏感度(EMS)試驗(yàn)兩大部分，其中電磁敏感度測(cè)試又包 括傳導(dǎo)敏感度和輻射敏感度測(cè)試。敏感度測(cè)試的基本原理是干擾發(fā)生設(shè)備產(chǎn)生一定量級(jí)的 電磁干擾，而手動(dòng)對(duì)信號(hào)源進(jìn)行調(diào)節(jié)非常浪費(fèi)時(shí)間，所以使用電磁兼容自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)分別 對(duì)被試品的每一頻點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)源幅值的自動(dòng)調(diào)節(jié)。如圖1所示，電磁輻射敏感度自動(dòng)測(cè)試 系統(tǒng)一般由信號(hào)源、功率放大器、輻射天線、場(chǎng)傳感器、監(jiān)視設(shè)備、PC機(jī)組成。信號(hào)源輸出信 號(hào)經(jīng)射頻電纜傳輸至功率放大器的輸入端，功率放大器輸出端輸出大功率信號(hào)至輻射天線 激勵(lì)端，輻射天線在大功率信號(hào)激勵(lì)下產(chǎn)生一定強(qiáng)度的干擾信號(hào)，監(jiān)視設(shè)備采集并顯示場(chǎng) 傳感器在被試品所在位置處接收到的外加干擾信號(hào)的強(qiáng)度，PC機(jī)分別連接監(jiān)視設(shè)備的控制 端口和信號(hào)源，一方面對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備接收到的外加電磁輻射場(chǎng)采集處理并控制監(jiān)測(cè)設(shè)備的儀 器參數(shù)設(shè)置；另一方面也控制信號(hào)源的儀器參數(shù)設(shè)置，根據(jù)GJB151A-97標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于場(chǎng)強(qiáng)極限 值的規(guī)定，對(duì)信號(hào)源的輸出幅度進(jìn)行調(diào)整，使其達(dá)到GJB151A-97標(biāo)準(zhǔn)所要求的極限值。在電磁輻射敏感度測(cè)試中，需要在較寬的頻率范圍內(nèi)對(duì)被試品施加一定強(qiáng)度的外 加電磁輻射場(chǎng)以考察被試品的電磁敏感性。被試品所在位置處的外加電磁輻射場(chǎng)強(qiáng)度必須 符合一定的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的極限值要求，所以在每一個(gè)頻點(diǎn)施加干擾時(shí)，需要對(duì)信號(hào)源設(shè)置一 個(gè)初始幅度，以此為起點(diǎn)調(diào)整信號(hào)源輸出幅度，使得場(chǎng)傳感器接收到的外加電磁輻射場(chǎng)強(qiáng) 度達(dá)到測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的強(qiáng)度(極限值)，然后才可以步進(jìn)至下一測(cè)試頻率點(diǎn)繼續(xù)試驗(yàn)。在 電磁福射敏感度自動(dòng)測(cè)試中，對(duì)信號(hào)源輸出幅度進(jìn)行調(diào)節(jié)的同時(shí)需要判斷功率放大器是否 進(jìn)入非線性飽和區(qū)，如圖2所示，在輸入信號(hào)未進(jìn)入功率放大器非線性飽和區(qū)時(shí)，功率放大 器的特性曲線具有較好的放大特性，可繼續(xù)增加輸入信號(hào)強(qiáng)度直至輸出滿足標(biāo)準(zhǔn)極限值要 求；若輸入信號(hào)進(jìn)入放大器非線性飽和區(qū)，則繼續(xù)增加輸入信號(hào)強(qiáng)度將不會(huì)改變功率放大 器輸出信號(hào)強(qiáng)度，不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)所要求的極限值，還有可能將功率放大器燒壞。在功率放大 器非線性飽和區(qū)出現(xiàn)增益壓縮現(xiàn)象是功率放大器的一項(xiàng)固有屬性，不可避免，但是非線性 飽和區(qū)的位置不能精確定位。因此，在增加功率放大器輸入信號(hào)幅度(即信號(hào)源輸出幅度) 的同時(shí)需要判別是否進(jìn)入功率放大器的非線性飽和區(qū)。現(xiàn)有的判斷功率放大器飽和的方法都以經(jīng)驗(yàn)控制循環(huán)次數(shù)來(lái)判別。如圖3所示， 圖3中的E為標(biāo)準(zhǔn)電場(chǎng)強(qiáng)度，試驗(yàn)過(guò)程中當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)極限值與測(cè)試位置的場(chǎng)強(qiáng)值的差值Δ沒(méi)有 滿足閥值X要求，但是在一個(gè)較小的范圍Z (Ζ>Χ)內(nèi)時(shí)，S卩|Δ| <Ζ，開(kāi)始循環(huán)計(jì)數(shù)，當(dāng)循 環(huán)次數(shù)達(dá)到一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值時(shí)，一般為6次，認(rèn)為功率放大器進(jìn)入非線性飽和區(qū)，判斷功率放大 器輸出不能滿足標(biāo)準(zhǔn)極限值要求，退出程序。
按照此方法對(duì)功率放大器是否飽和進(jìn)行判斷有以下缺點(diǎn)1、此方法采用經(jīng)驗(yàn)循環(huán)次數(shù)，可能在功率放大器的飽和區(qū)中進(jìn)行了多次循環(huán)，花 費(fèi)大量時(shí)間，降低了試驗(yàn)的效率。2、在功率放大器飽和區(qū)中不斷增加輸入信號(hào)幅度可能會(huì)對(duì)功率放大器造成損害， 降低功率放大器性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了通過(guò)觀察功率放大器是否出現(xiàn)增益壓縮情況判斷其是否進(jìn)入非線性 飽和區(qū)，來(lái)確定功率放大器輸出能否滿足標(biāo)準(zhǔn)極限值要求，同時(shí)保護(hù)功率放大器，采用了一 種快速判斷功率放大器飽和的方法。通過(guò)比較測(cè)試位置場(chǎng)強(qiáng)增量與信號(hào)源輸出信號(hào)幅度增 量的關(guān)系，來(lái)判斷功率放大器是否進(jìn)入非線性飽和區(qū)。一種電磁輻射敏感度自動(dòng)測(cè)試中判斷功率放大器飽和的方法，包括如下步驟步驟一、將初始循環(huán)計(jì)數(shù)值設(shè)為i = 1，同時(shí)設(shè)定信號(hào)源輸出幅度S，在不同測(cè)試頻 點(diǎn)信號(hào)源輸出幅度S根據(jù)所用天線的天線系數(shù)進(jìn)行設(shè)定；步驟二、讀取測(cè)試位置處的電場(chǎng)強(qiáng)度值Etl，電場(chǎng)強(qiáng)度值Etl使用單位為(ΙΒμ V/m ；步驟三、判斷循環(huán)次數(shù)i，根據(jù)循環(huán)次數(shù)i進(jìn)行不同的操作a、若i = 1，則執(zhí)行第四步；b、gi > 1，并且測(cè)試位置處的電場(chǎng)強(qiáng)度增量(EcrE1)與信號(hào)源輸出幅度增量 (α Δ)之間滿足0.8 < (Etl-E1Va Δ < 1. 25，則功率放大器沒(méi)有進(jìn)入非線性飽和區(qū)，執(zhí)行 第四步；否則，功率放大器進(jìn)入非線性飽和區(qū)，記錄信號(hào)源輸出幅度并進(jìn)行下一頻點(diǎn)調(diào)整。步驟四、計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)極限值E與實(shí)際測(cè)得的電場(chǎng)強(qiáng)度值Etl之間的差值Δ，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn) 極限值E同樣使用dBy V/m，得到差值Δ的單位為dB，Δ = E-E0 ；步驟五、判斷差值Δ是否滿足I Δ I < X，若差值Δ滿足要求，則記錄信號(hào)源輸出 幅度并進(jìn)行下一頻點(diǎn)調(diào)整；若差值Δ不滿足要求，則進(jìn)入步驟六；X—般取值為0. 1 0. 5， 優(yōu)選的取為0. 1。步驟六、調(diào)整信號(hào)源輸出幅度S = S+α · Δ，同時(shí)循環(huán)次數(shù)加1，即i = i+Ι，并令 E1 = Etl;其中，α為調(diào)整系數(shù)，一般取為0.5彡α彡0. 9，優(yōu)選的取為0. 8。步驟七、重復(fù)步驟二 步驟六，直到差值Δ滿足I Δ I <Χ，則當(dāng)前頻點(diǎn)的信號(hào)源調(diào) 整完畢，繼續(xù)進(jìn)行下一頻點(diǎn)的幅度調(diào)整。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、減少試驗(yàn)測(cè)試的時(shí)間，提高試驗(yàn)的效率。2、以步進(jìn)的方式使測(cè)試位置場(chǎng)強(qiáng)值向標(biāo)準(zhǔn)極限值靠攏，既保護(hù)了測(cè)試設(shè)備，又保 證了測(cè)試的準(zhǔn)確性。3、通過(guò)快速判斷功率放大器是否進(jìn)入非線性飽和區(qū)，減少在非線性飽和區(qū)中增加 輸入信號(hào)的次數(shù)，保護(hù)功率放大器，延長(zhǎng)功率放大器壽命。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中輻射敏感度試驗(yàn)框圖；圖2是功率放大器特性曲線；
圖3是現(xiàn)有的判斷功率放大器飽和方法流程圖；圖4是本發(fā)明方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。一種電磁輻射敏感度自動(dòng)測(cè)試中判斷功率放大器飽和的方法，流程如圖4所示， 具有如下步驟第一步、將初始循環(huán)計(jì)數(shù)值設(shè)為i = 1，同時(shí)設(shè)定信號(hào)源初始幅度S ；在不同測(cè)試頻點(diǎn)信號(hào)源輸出幅度S根據(jù)所用天線的天線系數(shù)進(jìn)行設(shè)定。第二步、讀取測(cè)試位置處的電場(chǎng)強(qiáng)度值Etl，電場(chǎng)強(qiáng)度值Etl使用單位為(ΙΒμ V/m，便 于后續(xù)計(jì)算；第三步、判斷循環(huán)次數(shù)i，根據(jù)循環(huán)次數(shù)i的不同進(jìn)行不同的操作a、若i = 1，則順序執(zhí)行第四步；b、若i > 1，則先將測(cè)試位置處的電場(chǎng)強(qiáng)度增量與信號(hào)源輸出幅度增量進(jìn)行比較， 判斷功率放大器是否進(jìn)入非線性飽和區(qū)，若功率放大器進(jìn)入非線性飽和區(qū)，則在此測(cè)試頻 點(diǎn)功率放大器輸出信號(hào)強(qiáng)度不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，則記錄信號(hào)源輸出幅度并進(jìn)行下一頻點(diǎn)調(diào) 整；若功率放大器沒(méi)有進(jìn)入非線性飽和區(qū)，則順序執(zhí)行第四步；將測(cè)試位置處的電場(chǎng)強(qiáng)度增量(EcrE1)與信號(hào)源輸出幅度增量(α Δ)進(jìn)行比較， 考慮功率放大器的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)線性不理想的情況，使用判別式0.8 < (Etl-E1Va Δ < 1.25 進(jìn)行判別，判斷功率放大器是否出現(xiàn)增益壓縮情況，其中，α為調(diào)整系數(shù)，一般取為0.5 0.9。如果0.8 < (Etl-E1Va Δ < 1. 25成立，功率放大器沒(méi)有進(jìn)入非線性飽和區(qū)；否則，功 率放大器進(jìn)入非線性飽和區(qū)。第四步、計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)極限值E與實(shí)際測(cè)得的電場(chǎng)強(qiáng)度值Etl之間的差值Δ，Δ = E-E0, 此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)極限值E同樣使用(ΙΒμ V/m，得到差值Δ的單位為dB ；第五步、判斷差值Δ是否滿足閥值X的要求，即I Δ I < X，X —般取值為0. 1 0. 5，優(yōu)選的取為0. 1。若差值Δ滿足閥值X的要求，則記錄信號(hào)源輸出幅度并進(jìn)行下一頻 點(diǎn)調(diào)整；若差值Δ不滿足閥值X的要求，則進(jìn)入第六步；實(shí)際測(cè)得的電場(chǎng)強(qiáng)度值是通過(guò)監(jiān)視設(shè)備得到的。差值Δ用來(lái)估算測(cè)試的電場(chǎng)強(qiáng)度值與標(biāo)準(zhǔn)極限值之間的距離，是下一步調(diào)整信 號(hào)源幅度增量的依據(jù)。第六步、調(diào)整信號(hào)源輸出幅度S = S+α · Δ，同時(shí)循環(huán)次數(shù)加1，即i = i+Ι，并令 E1 = Etl;其中，α為調(diào)整系數(shù)，一般取為0.5彡α彡0. 9，優(yōu)選的取為0. 8。第七步、重復(fù)第二步 第六步，直到差值Δ滿足閥值X的要求，S卩I Δ I <Χ，則當(dāng) 前頻點(diǎn)的信號(hào)源調(diào)整完畢，繼續(xù)進(jìn)行下一頻點(diǎn)的幅度調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種電磁輻射敏感度自動(dòng)測(cè)試中判斷功率放大器飽和的方法，其特征在于包括如下 步驟步驟一、將初始循環(huán)計(jì)數(shù)值設(shè)為i = 1，同時(shí)設(shè)定信號(hào)源輸出幅度S ；在不同測(cè)試頻點(diǎn)信號(hào)源輸出幅度S根據(jù)所用天線的天線系數(shù)進(jìn)行設(shè)定；步驟二、讀取測(cè)試位置處的電場(chǎng)強(qiáng)度值；電場(chǎng)強(qiáng)度值使用單位為dB μ V/m ；步驟三、判斷循環(huán)次數(shù)i，根據(jù)循環(huán)次數(shù)i進(jìn)行不同的操作a、若i= 1，則執(zhí)行第四步；b、gi> 1，并且測(cè)試位置處的電場(chǎng)強(qiáng)度增量(Etl-E1)與信號(hào)源輸出幅度增量(α Δ)之 間滿足0. 8 < (Ε0-Ε1)/(α Δ) < 1. 25，則功率放大器沒(méi)有進(jìn)入非線性飽和區(qū)，執(zhí)行第四步； 否則，功率放大器進(jìn)入非線性飽和區(qū)，記錄信號(hào)源輸出幅度并進(jìn)行下一頻點(diǎn)調(diào)整；其中，α 為調(diào)整系數(shù)；步驟四、計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)極限值E與實(shí)際測(cè)得的干擾信號(hào)的強(qiáng)度&之間的差值Δ，Δ = E-E0, 標(biāo)準(zhǔn)極限值E單位使用dB μ V/m,差值Δ的單位為dB ；步驟五、判斷差值Δ是否滿足I Δ I <Χ，若滿足，則記錄信號(hào)源輸出幅度并進(jìn)行下一頻 點(diǎn)調(diào)整；若不滿足，則執(zhí)行步驟六；其中閾值X取值為0. 1 < X < 0. 5 ；步驟六、調(diào)整信號(hào)源輸出幅度S = S+α · Δ，同時(shí)循環(huán)次數(shù)加1，即i = i+Ι，并令E1 = E0 ；其中，α為調(diào)整系數(shù)，取為0. 5彡α彡0. 9 ；步驟七、重復(fù)步驟二 六，直到差值Δ滿足I Δ I <Χ，則當(dāng)前頻點(diǎn)的信號(hào)源調(diào)整完畢， 繼續(xù)進(jìn)行下一頻點(diǎn)的幅度調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁輻射敏感度自動(dòng)測(cè)試中判斷功率放大器飽和的方 法，其特征在于步驟二中所述的實(shí)際測(cè)得的電場(chǎng)強(qiáng)度值是通過(guò)監(jiān)視設(shè)備得到。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁輻射敏感度自動(dòng)測(cè)試中判斷功率放大器飽和的方 法，其特征在于閾值X取值為0. 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁輻射敏感度自動(dòng)測(cè)試中判斷功率放大器飽和的方 法，其特征在于調(diào)整系數(shù)α取值為0.8。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電磁輻射敏感度自動(dòng)測(cè)試中判斷功率放大器飽和的方法，屬于電磁兼容敏感度測(cè)試領(lǐng)域，該方法通過(guò)增加信號(hào)源輸出幅度和計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)極限值E與實(shí)際測(cè)得的電場(chǎng)強(qiáng)度值E0之間的差值Δ，在差值Δ沒(méi)有滿足閥值X的情況下，根據(jù)差值Δ調(diào)整信號(hào)源輸出幅度增量的同時(shí)比較差值Δ與信號(hào)源輸出增量之間的關(guān)系，確定功率放大器是否出現(xiàn)增益壓縮情況，以此來(lái)判斷功率放大器是否進(jìn)入非線性的飽和區(qū)域，達(dá)到在動(dòng)態(tài)調(diào)整幅度增量來(lái)確定信號(hào)源輸出幅度的同時(shí)判斷功率放大器輸出能否滿足標(biāo)準(zhǔn)極限值要求的目的。本發(fā)明的判斷功率放大器飽和的方法，節(jié)省試驗(yàn)時(shí)間，提高試驗(yàn)效率，延長(zhǎng)功率放大器使用壽命；同時(shí)保證電磁兼容測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G01R31/00GK102128990SQ201110025440
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月24日
發(fā)明者喬祁, 崔燕舞, 徐堅(jiān), 戴飛, 白天明, 蘇東林, 趙子華 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)