一種通過改變輻射源工作頻率研究電磁場探頭微擾動性的方法技術

本發明專利技術一種通過改變輻射源工作頻率研究電磁場探頭微擾動性的方法：1：獲取輻射源不同的工作頻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Fieh1；3：對比矩陣Fi和Fieh1，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Fieh0；5：對比矩陣Fieh1和Fieh0；兩組電磁場強度對比的差值是對測試數據修正的重要依據。本發明專利技術得到的數據可對工程中電磁場探頭測試數據進行修正，提高電磁場探頭測試結果的可信度。保證仿真過程中建模的準確度。保證結果數據只受到輻射源的工作頻率是否不同的影響。

A method for studying the micro disturbance of electromagnetic field probe by changing the working frequency of radiation source

The invention relates to a radiation source by changing the frequency of electromagnetic probe micro disturbance method: 1: to obtain different radiation sources frequency electromagnetic probe test of electromagnetic field intensity matrix Fi; 2 of the radiation source in the observation plane Pz electromagnetic simulation probe case distribution by using the simulation software, access to a probe under the condition of simulation of electromagnetic field intensity matrix Fieh1; 3: comparison of matrix Fi and Fieh1, determine the simulation model. 4: Simulation of radiation source in the observation plane Pz electromagnetic field distribution under the condition of no probe using simulation software, obtaining no probe case simulation of the electromagnetic field intensity matrix Fieh0; 5: comparison of matrix Fieh1 and Fieh0; differences between the two groups of electromagnetic field intensity contrast is an important basis for the correction of test data. The data obtained by the present invention can be used to revise the test data of the electromagnetic field probe in the project, and to improve the reliability of the test result. Ensure the accuracy of the modeling process. To ensure that the results are only affected by the different operating frequencies of the radiation source.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉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輻射源工作頻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輻射源的工作頻率不同進而產生不同的微擾動性。
技術介紹
隨著科學技術的飛速發展、大規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輻射的電磁場強度進行測量。傳統上往往忽略了由于探頭的金屬結構而對被測設備輻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，這是影響探頭使用效果的重要因素。不同工作頻率下的輻射源，在受到電磁場探頭的擾動時電磁場分布發生的變化是不同的，在使用探頭測試場強數據在誤差允許范圍內的擾動可以忽略，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。
技術實現思路
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，本專利技術提出一種通過改變輻射源工作頻率研究電磁場探頭微擾動性的方法。本專利技術的一種通過改變輻射源工作頻率研究電磁場探頭微擾動性的方法，其特征在于包括有以下步驟：第一步：獲取電磁場探頭測試電磁場強度矩陣Fi；設置輻射源不同的工作頻率，在觀察平面Pz上隨機選取M個觀察點進行測量，測量得到電磁場輻射強度按照先后順序用矩陣Fi(i＝1,2,…)表示，其中i表示輻射源在第i種工作頻率下被探頭測得的場強度矩陣，該矩陣有1×M個元素。第二步：獲取有探頭情況下仿真電磁場強度矩陣Fieh1；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，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Fieh1，其中上標eh1表示有探頭情況下的仿真結果，下標i表示輻射源不同的工作頻率，該矩陣有1×M個元素。第三步：對比矩陣Fi和Fieh1；通過對比Fi和Fieh1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Fieh0；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Fieh0，其中上標eh0表示無探頭情況下的仿真結果，下標i表示輻射源不同的工作頻率，該矩陣有1×M個元素。第五步：對比矩陣Fieh1和Fieh0；通過對比對Fieh1和Fieh0可以得到輻射源在第i種工作頻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。綜上，對于輻射源在不同的工作頻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。通過對比不同工作頻率條件下的輻射源產生的電磁場分布微擾動，這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。本專利技術一種通過改變輻射源工作頻率研究電磁場探頭微擾動性的方法，其優點在于：(1)傳統中利用電磁場探頭進行測試往往忽視了探頭對輻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，而這一偏差可能造成難以估計的后果。本專利技術提供了一種對探頭的微擾動性進行研究的方法，得到的數據可以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。(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輻射源的工作頻率是否不同的影響?！靖綀D說明】圖1是電磁場探頭測試輻射源電磁場分布的結構圖。圖1A是仿真有探頭情況下輻射源電磁場分布的結構圖。圖1B是仿真無探頭情況下輻射源電磁場分布的結構圖。圖2是電場探頭隨工作頻率不同引入的微擾。圖2A是磁場探頭隨工作頻率不同引入的微擾。圖3是本專利技術研究電磁場微擾動性流程圖?！揪唧w實施方式】下面將結合附圖和實施例對本專利技術做進一步的詳細說明。本專利技術一種通過改變輻射源工作頻率研究電磁場探頭微擾動性的方法，其具體應用的設備參見圖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、輻射源和頻譜分析儀。探頭夾具用于夾持電磁場探頭，保證電磁場探頭測量輻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，為的是保證系統的正常工作。1.電磁場探頭用于獲取輻射源的電磁場強度分布信息。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。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。本專利技術一種通過改變輻射源工作頻率研究電磁場探頭微擾動性的方法，具體步驟如下：第一步：獲取電磁場探頭測試電磁場強度矩陣Fi；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是高于輻射源距離為z的平面。觀察點位置坐標用(x,y,z)m表示，下標m(m＝1,2,…,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，測量得到電磁場輻射強度按照先后順序用矩陣Fi(i＝1,2,…)表示，其中i表示輻射源在第i種工作頻率條件下被探頭測得的場強度，該矩陣有1×M個元素。設置不同工作頻率的輻射源對應不同的下標i，第一種工作頻率的輻射源對應下標i＝1。第二步：獲取有探頭情況下仿真電磁場強度矩陣Fieh1；參見圖1A所示的有探頭仿真結構，包括一個輻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Fieh1，對于不同工作頻率的輻射源，對應不同的矩陣Fieh1。第三步：對比矩陣Fi和Fieh1；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Fieh1得到擬合程度，用(1-|Fi(n,1)-Fieh1(n,1)|/|Fi(n,1)|)×100％表示擬合度，如果滿足不等式|Fi(n,1)-Fieh1(n,1)|/|Fi(n,1)|≤0.05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,1)表示矩陣Fi中的第n個元素，Fieh1(n,1)表示矩陣Fieh1中的第n個元素，滿足n＝1,2,…,M。全文中|·|表示對·取絕對值。第四步：獲取無探頭情況下仿真電磁場強度矩陣Fieh0；參見圖1B所示的有探頭仿真結構，包括一個輻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Fieh0，對于不同工作頻率下的輻射源，對應不同的矩陣Fieh1。第五步：對比矩陣Fieh1和Fieh0；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Di＝Fieh1-Fieh0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Di記錄存儲，對電磁場探頭在測試第i種類型的輻射源時對測試數據進行修正。實施例設置輻射源為50Ω微帶線，輻射源功率均為1mW，在距離輻射源平面1mm處的觀察平面隨機選取3個觀察點，其坐標分本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種通過改變輻射源工作頻率研究電磁場探頭微擾動性的方法，其特征在于：該方法包括有以下步驟：第一步：獲取電磁場探頭測試電磁場強度矩陣Fi：設置輻射源不同的工作頻率，在觀察平面Pz上隨機選取M個觀察點進行測量，測量得到電磁場輻射強度按照先后順序用矩陣Fi(i＝1,2,…)表示，其中i表示輻射源在第i種工作頻率下被探頭測得的場強度矩陣，該矩陣有1×M個元素；第二步：獲取有探頭情況下仿真電磁場強度矩陣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，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，得到輻射強度矩陣其中上標eh1表示有探頭情況下的仿真結果，下標i表示輻射源不同的工作頻率，該矩陣有1×M個元素；第三步：對比矩陣Fi和通過對比Fi和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，得到輻射強度矩陣其中上標eh0表示無探頭情況下的仿真結果，下標i表示輻射源不同的工作頻率，該矩陣有1×M個元素；第五步：對比矩陣和通過對比對和可以得到輻射源在第i種工作頻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。...

【技術特征摘要】
1.一種通過改變輻射源工作頻率研究電磁場探頭微擾動性的方法，其特征在于：該方法包括有以下步驟：第一步：獲取電磁場探頭測試電磁場強度矩陣Fi：設置輻射源不同的工作頻率，在觀察平面Pz上隨機選取M個觀察點進行測量，測量得到電磁場輻射強度按照先后順序用矩陣Fi(i＝1,2,…)表示，其中i表示輻射源在第i種工作頻率下被探頭測得的場強度矩陣，該矩陣有1×M個元素；第二步：獲取有探頭情況下仿真電磁場強度矩陣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，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，得到輻射強度矩陣其中上標eh1表示有探頭情況下的仿真結...

【專利技術屬性】
技術研發人員：閻照文，劉偉，李兵，蘇東林，
申請(專利權)人：北京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：北京;11