一種通過改變輻射源功率研究電磁場探頭微擾動性的方法
【專利摘要】本發(fā)明一種通過改變輻射源功率研究電磁場探頭微擾動性的方法，1：獲取輻射源不同的輻射功率下電磁場探頭測試電磁場強度矩陣Fi；2：利用仿真軟件對輻射源在觀察平面Pz上的電磁場分布進行有探頭情況下的仿真，獲取有探頭情況下仿真電磁場強度矩陣3：對比矩陣Fi和確定仿真模型。4：利用仿真軟件對輻射源在觀察平面Pz上的電磁場分布進行無探頭情況下的仿真，獲取無探頭情況下仿真電磁場強度矩陣5：對比矩陣和兩組電磁場強度對比的差值是對測試數據進行修正的重要依據。本發(fā)明得到的數據可對工程中電磁場探頭測試的數據進行修正，提高電磁場探頭測試結果可信度，保證仿真過程中建模準確度，保證結果數據只受到輻射源輻射功率是否不同的影響。
【專利說明】-種通過改變福射源功率研究電磁場探頭微擾動性的方法 【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種對電磁場探頭微擾動性研究的方法，尤其是指一種通過改變福射 源功率研究電磁場探頭微擾動性的方法，具體來說是研究電磁場探頭在應用過程中由于福 射源的福射功率不同進而產生不同的微擾動性。 【【背景技術】】
[0002] 隨著科學技術的飛速發(fā)展、大規(guī)模集成電路的廣泛應用和電路的工作頻率越來越 高，電氣設備中的每一個模塊甚至每一段走線都可能是產生電磁干擾的源。電磁干擾不僅 影響系統(tǒng)的正常工作，而且在嚴重的情況下可能造成嚴重的事故。在系統(tǒng)級電磁兼容設計 過程中對指標進行驗證的時常使用電磁場探頭對被測設備福射的電磁場強度進行測量。
[0003] 傳統(tǒng)上往往忽略了由于探頭的金屬結構而對被測設備福射的電磁場分布造成擾 動，探頭測得的場分布并不是實際的場分布值，運是影響探頭使用效果的重要因素。在不同 的福射功率條件下，在受到電磁場探頭的擾動時福射源電磁場分布發(fā)生的變化是不同的， 在使用探頭測試場強數據在誤差允許范圍內的擾動可W忽略，其他不能忽略擾動則需要對 電磁場探頭測得的數據進行修正。 【
【發(fā)明內容】
】
[0004] 為了修正由于電磁場探頭對被測設備電磁場分布產生的微擾而引起的測量偏差， 本發(fā)明提出一種通過改變福射源功率研究電磁場探頭微擾動性的方法。
[0005] 本發(fā)明的一種通過改變福射源功率研究電磁場探頭微擾動性的方法，包括有W下 步驟：
[0006] 第一步:獲取電磁場探頭測試電磁場強度矩陣Fi;
[0007] 設置福射源不同的福射功率，在觀察平面Pz上隨機選取M個觀察點進行測量，測量 得到電磁場福射強度按照先后順序用矩陣FiQ = I，2，-〇表示，其中i表示福射源在第i種 福射功率下被探頭測得的場強度矩陣，該矩陣有IXM個元素。
[000引第二步:獲取有探頭情況下仿真電磁場強度矩陣巧fw ;
[0009]利用仿真軟件對福射源在觀察平面Pz上的電磁場分布進行有探頭情況下的仿真， 觀察點的位置和選擇順序和第一步中觀察點的位置和選擇順序是一致的，得到福射強度矩 陣ifS其中上標ehl表示有探頭情況下的仿真結果，下標i表示福射源不同的福射功率，該 矩陣有IXM個元素。
[0010] 第立步:對比矩陣Fi和巧
[0011] 通過對比Fi和Zfi進行判斷仿真建模的擬合程度，確定仿真模型。
[0012] 第四步:獲取無探頭情況下仿真電磁場強度矩陣;
[0013] 利用仿真軟件對福射源在觀察平面Pz上的電磁場分布進行無探頭情況下的仿真， 觀察點的位置和選擇順序與第一步中觀察點的位置和選擇順序是一致的，得到福射強度矩 陣巧6W，其中上標ehO表示無探頭情況下的仿真結果，下標i表示福射源不同的福射功率，該 矩陣有IXM個元素。
[0014] 第五步:對比矩陣和.
[0015] 通過對比對巧和/可W得到福射源在第i種福射功率下的電磁場分布由于電 磁場探頭的引入而產生的微擾，兩組電磁場強度對比的差值是對測試數據進行修正的重要 依據。
[0016] 綜上，對于福射源在不同的福射功率下探頭引入的擾動是不同的，可能使得測試 值比真實值偏大，可能使得測試值比真實值偏小。通過對比不同福射功率條件下福射源產 生的電磁場分布微擾動，運是在實際工程應用中對探頭測試數據進行修正的有力支撐。
[0017] 本發(fā)明一種通過改變福射源功率研究電磁場探頭微擾動性的方法，其優(yōu)點在于：
[0018] (1)傳統(tǒng)中利用電磁場探頭進行測試往往忽視了探頭對福射源的電磁場分布產生 的微擾，使得測試數據和真實數據存在偏差，而運一偏差可能造成難W估計的后果。本發(fā)明 提供了一種對探頭的微擾動性進行研究的方法，得到的數據可W對工程中電磁場探頭測試 的數據進行修正，明顯提高了電磁場探頭測試結果的可信度。
[0019] (2)通過利用實測和仿真兩組數據進行對比，保證了仿真過程中建模的準確度。利 用有探頭和無探頭時的仿真結果進行對比滿足科學控制變量法，保證了結果數據只受到福 射源的福射功率是否不同的影響。 【【附圖說明】】
[0020] 圖1是電磁場探頭測試福射源電磁場分布的結構圖。
[0021 ]圖IA是仿真有探頭情況下福射源電磁場分布的結構圖。
[0022] 圖IB是仿真無探頭情況下福射源電磁場分布的結構圖。
[0023] 圖2是電場探頭隨福射功率不同引入的微擾。
[0024] 圖2A是磁場探頭隨福射功率不同引入的微擾。
[0025] 圖3是本發(fā)明研究電磁場微擾動性流程圖。 【【具體實施方式】】
[0026] 下面將結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0027] 本發(fā)明一種通過改變福射源功率研究電磁場探頭微擾動性的方法，其應用的設備 參見圖1所示的電磁場分布測試平臺，其中包括計算機、探頭夾具、電磁場探頭、福射源和頻 譜分析儀。探頭夾具用于夾持電磁場探頭，保證電磁場探頭測量福射源場分布數據的精度 和準確度。電磁場探頭、頻譜分析儀和計算機相連接，為的是保證系統(tǒng)的正常工作。
[00%] 1.電磁場探頭用于獲取福射源的電磁場強度分布信息。
[0029] 2.頻譜分析儀用于將探頭獲取的電磁場強度信息進行顯示和存儲。
[0030] 3.計算機用于處理和運算頻譜分析儀所存儲的電磁場強度信息。
[0031] 本發(fā)明一種通過改變福射源功率研究電磁場探頭微擾動性的方法，具體步驟如 下：
[0032] 第一步:獲取電磁場探頭測試電磁場強度矩陣Fi;
[0033] 在觀察平面Pz上隨機選取M個觀察點進行測量，其中觀察平面Pz是高于福射源距離 為Z的平面。觀察點位置坐標用(x，y，z)m表示，下標m(m=l，M)表示觀察點被測試的先 后順序。通過控制探頭夾具使得探頭位于不同的觀察點進行測量，測量得到電磁場福射強 度按照先后順序用矩陣FiQ = I，2，-|)表示，其中i表示福射源在第i種福射功率條件下被 探頭測得的場強度，該矩陣有IXM個元素。設置不同福射功率的福射源對應不同的下標i， 第一種福射功率對應下標i = 1。
[0034] 第二步:獲取有探頭情況下仿真電磁場強度矩陣巧'"；
[0035] 參見圖IA所示的有探頭仿真結構，包括一個福射源和一個電磁場探頭。將電磁場 探頭按照第一步中的選擇順序和觀察點（x，y，z)m進行設置，獲取有探頭情況觀察點處的強 場信息，得到矩陣，對于不同福射功率的福射源，對應不同的矩陣ifM。
[0036] 第S步:對比矩陣
[0037] 將第一步和第二步中得到的場強度矩陣按照下標i進行分組，相同下標的為一組進行 對比，通過對比觀察點的場強Fi和ifi得到擬合程度，用
表示擬合度，如果滿足不等
表示建模正確，結果可信。反 之則要重新建模仿真，重復第二步直至滿足該不等式。其中Fi(n，l)表示矩陣Fi中的第n個元 素，巧'"(化1)表示矩陣ifw中的第n個元素，滿足n=l，2,…，M。全文中I ? I表示對?取絕對 值。
[0038] 第四步:獲取無探頭情況下仿真電磁場強度矩陣巧;
[0039] 參見圖IB所示的有探頭仿真結構，包括一個福射源和一個電磁場探頭，其中建模 模型與第二步中的模型是一致的。仿真無探頭情況下觀察點處(x，y，z)m的強場信息，得到 矩陣if a，對于不同福射功率下的福射源，對應不同的矩陣巧6W。
[0040] 第五步:對比矩陣ifM和琴M .
[0041] 將第二步和第四步中得到的場強度矩陣按照下標i進行分組，相同下標的為一組 進行對比。矩陣公,=巧W-巧中的每一個元素都是由于探頭的引入而造成的場分布的擾 動，將化記錄存儲，對電磁場探頭在測試第i種福射功率時對測試數據進行修正。
[00創(chuàng)實施例
[0043]設置福射源為50 Q微帶線，其工作頻率為1 .OGHz,在距離福射源平面Imm處的觀察 平面隨機選取3個觀察點，其坐標分別為(-1，0，1) 1、（0，0，1)2和（1，0，1)3，設置福射源的福 射功率分別為0.1 mW, ImW, 1W。利用電場探頭和磁場探頭逐一測量電場強度和磁場強度，利 用仿真軟件對不同工作頻率和有探頭情況下進行仿真，對比擬合程度。利用仿真軟件對不 同工作頻率和沒有探頭情況下進行仿真，參見圖2和圖2A是在不同福射功率條件下福射源 由于電場探頭和磁場探頭的引入而產生的微擾動，其數值結果如表1所示。
[0044]
[0045] 表1微帶線源在不同福射功率下與電場和磁場探頭擾動的特性
[0046] 根據數值結果可W看出不同福射功率情況下微帶線源由于電場和磁場探頭引入 的微擾程度是不同的，并且隨著福射功率的變化滿足一定的規(guī)律，實際應用中要針對不同 的探頭進行響應的修正。
【主權項】
1. 一種通過改變輻射源功率研究電磁場探頭微擾動性的方法，特征在于：該方法包括 以下步驟： 第一步:獲取電磁場探頭測試電磁場強度矩陣Fi: 設置輻射源不同的輻射功率，在觀察平面Pz上隨機選取Μ個觀察點進行測量，測量得到 電磁場輻射強度按照先后順序用矩陣？1(1 = 1，2，···）表示，其中i表示輻射源在第i種輻射 功率下被探頭測得的場強度矩陣，該矩陣有1 X Μ個元素； 第二步:獲取有探頭情況下仿真電磁場強度矩陣F，1: 利用仿真軟件對輻射源在觀察平面Ρζ上的電磁場分布進行有探頭情況下的仿真，觀察 點的位置和選擇順序和第一步中觀察點的位置和選擇順序是一致的，得到輻射強度矩陣 F，1，其中上標ehl表示有探頭情況下的仿真結果，下標i表示輻射源不同的輻射功率，該矩 陣有IX Μ個元素； 第三步:對比矩陣Fi和Fiehl: 通過對比FjPF，1進行判斷仿真建模的擬合程度，確定仿真模型； 第四步:獲取無探頭情況下仿真電磁場強度矩陣F，*3: 利用仿真軟件對輻射源在觀察平面Pz上的電磁場分布進行無探頭情況下的仿真，觀察 點的位置和選擇順序與第一步中觀察點的位置和選擇順序是一致的，得到輻射強度矩陣 F，'其中上標ehO表示無探頭情況下的仿真結果，下標i表示輻射源不同的輻射功率，該矩 陣有IX Μ個元素； 第五步:對比矩陣Fiehl和FiehQ: 通過對比對F^h1和可以得到輻射源在第i種輻射功率下的電磁場分布由于電磁場 探頭的引入而產生的微擾，兩組電磁場強度對比的差值是對測試數據進行修正的重要依 據。
【文檔編號】G01R35/02GK106018978SQ201610537770
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月8日
【發(fā)明人】閻照文, 劉偉, 趙文靜, 謝樹果
【申請人】北京航空航天大學