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)、科學和醫(yī)學(IMS)研究中的應(yīng)用日益廣泛,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大。特別是在具有連續(xù)波、大功率、長時間工作的微波源的情況下，此時微波空間泄漏輻射將對控制電路產(chǎn)生致命影響。據(jù)相關(guān)文獻分析線纜耦合是空間輻射對電路元件造成傷害的主要途徑，因此為確保電子產(chǎn)品的長期有效工作，有必要對空間電磁輻射干擾進行測試。

空間電磁輻射干擾測試主要運用標準天線法、場強儀(電流探頭)法等，其中標準天線法主要應(yīng)用于設(shè)備外部電磁輻射場的測試，以確定其對外部環(huán)境的影響；場強儀(電流探頭)法則大多用于設(shè)備內(nèi)部線纜及關(guān)鍵元件周圍的輻射場的測試，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。在用場強儀(電流探頭)測試過程中，其探頭的放置、固定是測試中的一大難點，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)，有可能根本無法放置測試探頭。其次探頭的放置會改變輻射場分布，給測試帶來較大誤差。鑒于以上情況，我們提出了一種空間電磁輻射干擾測試方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決場強儀(電流探頭)測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試空間電磁輻射干擾信號時，而提出一種有效的空間電磁輻射干擾測試方法。

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

步驟一，將平面測試電路放置于待測區(qū)域；

步驟二，量線纜負載的電壓和電流響應(yīng)；

步驟三：由步驟而測試得到線纜負載的電壓和電流響應(yīng)，在線纜和空間輻射場耦合模型中通過時域有限差分法FDT計算得到線纜周圍的空間輻射場。

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

所述平面測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的金屬銅導帶。

所述平面測試電路多線纜負載為50Ω。

所述多線纜長度和相互之間的間距可隨實際應(yīng)用變化。

所述接地板和線纜所用材料均為良導體。

所述線纜一端接匹配負載，另一端SMA接頭接屏蔽同軸傳輸線及測試儀器

所述線纜和空間輻射場耦合模型，場線耦合傳輸線方程能夠獲得多導體傳輸線和傳輸線網(wǎng)絡(luò)終端負載上的電壓和電流響應(yīng)。所述線纜和空間輻射場耦合模型，時域有限差分法(FDTD)可處理寬頻帶信號激勵、端接非線性負載等問題。進一步的，所述線纜和空間輻射場耦合模型，F(xiàn)DTD方法是一種時域算法，能夠一次計算獲得寬頻帶信號在電纜上耦合產(chǎn)生的瞬態(tài)響應(yīng)。線纜和空間輻射場耦合模型，計算程序具有分析不同因素對電壓、電流響應(yīng)影響的能力。計算程序具有快速處理寬帶電磁場信號及多輻射源在傳輸線上的激勵場的能力。

有益效果：

本發(fā)明對比已有技術(shù)具有以下創(chuàng)新點：

1、首次提出使用多線纜平面電路測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試儀器的方式對電壓、電流進行測試，減少了空間占用及測試誤差。

本發(fā)明對比已有技術(shù)具有以下顯著優(yōu)點：

1、有效解決了在內(nèi)部空間狹小且線纜密集的情形下測試設(shè)備內(nèi)部線纜及關(guān)鍵元件周圍的輻射場的難題。

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

附圖說明

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耦合模型示意圖。

圖3為線纜和空間輻射場耦合模型計算和測試結(jié)果。

圖4為峰值電壓響應(yīng)與峰值場強關(guān)系圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步的描述：

測量步驟如下：

一、準備接入測量環(huán)境，連接測量設(shè)備

本實施例準備的裝置包括：如圖1所示的多線纜平面測試電路、頻譜儀、可調(diào)衰減器、電場探頭、信號發(fā)生器。

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

二、測量線纜負載的電壓響應(yīng)

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

三、計算線纜周圍的空間輻射場

由干擾源的分布及線纜耦合原理建立線纜和空間輻射場耦合模型，如圖2所示；然后用此模型和測得的電壓響應(yīng)的峰值計算出線纜周圍的空間輻射場。

實際測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。此外在計算和測試中發(fā)現(xiàn)在相同的環(huán)境中，同一位置的峰值電壓響應(yīng)與峰值場強成線性關(guān)系，如圖4所示。

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