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一种基于平面几何概念的电场探头各向同性计算方法

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计量学报 2018年第4期39卷 559-561页

作者：熊宇飞周峰刘健哲中国信息通信研究院泰尔实验室北京100191

提出了一种基于平面几何概念的用于电场探头各向同性计算方法,并经由理论推导和实验验证证明了其普遍性与合理性。实验表明:该方法与IEEE-1309标准中的方法所计算的结果相差0.01~0.08 d B。所提出方法与IEEE-1309标准方法相比较,可以合... 详细信息

提出了一种基于平面几何概念的用于电场探头各向同性计算方法,并经由理论推导和实验验证证明了其普遍性与合理性。实验表明:该方法与IEEE-1309标准中的方法所计算的结果相差0.01~0.08 d B。所提出方法与IEEE-1309标准方法相比较,可以合理评估探头各向同性指标的同时,也会对电场探头各向同性指标的提升产生积极影响。

关键词：计量学电场探头各向同性平面几何

用于在线监测氧化锌避雷器阻性泄漏谐波电流的电场探头

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高压电器 2000年第1期36卷 43-45页

作者：汲胜昌杨兰均李彦明张伟政王锡文彭家立西安交通大学 710049 郑州供电局上街分局 450006

介绍一种基于对氧化锌避雷器泄漏电流中的三次谐波进行分析，再通过对系统电压三次谐波分量影响进行补偿，从而实现在线监测氧化锌避雷器运行状态方法的基本原理。研制出适用于这种方法的电场探头。试验表明，所研制的电场探头符合氧化... 详细信息

介绍一种基于对氧化锌避雷器泄漏电流中的三次谐波进行分析，再通过对系统电压三次谐波分量影响进行补偿，从而实现在线监测氧化锌避雷器运行状态方法的基本原理。研制出适用于这种方法的电场探头。试验表明，所研制的电场探头符合氧化锌避雷器在线监测时的要求。

关键词：氧化锌避雷器在线监测谐波电流电场探头

20Hz-100MHz电场探头校准系统的研究

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20Hz-100MHz电场探头校准系统的研究

作者：李丹北京交通大学

学位级别：硕士

作为电磁环境检测的重要工具,电场探头在评估电磁环境、电子电气产品电磁辐射强度方面起着极其重要的作用。电场探头等场强监测仪器计量校准需求也在不断增加,中国计量科学研究院正在不断的提高自身的计量校准能力建设,在建立电场探头... 详细信息

作为电磁环境检测的重要工具,电场探头在评估电磁环境、电子电气产品电磁辐射强度方面起着极其重要的作用。电场探头等场强监测仪器计量校准需求也在不断增加,中国计量科学研究院正在不断的提高自身的计量校准能力建设,在建立电场探头校准系统方面做了深入研究,20Hz-100MHz电场探头校准系统的研究是其中的一个重要部分。本文介绍了20Hz-100MHz电场探头校准系统的构成方案及其仪器特性,并对其场发生装置TEM小室的结构特征、电气特性、频率限制做了重点分析。研究了TEM小室中心位置净功率以及场强值的计算方法。分析了造成净功率计算误差的原因,并给出了修正因子的计算公式。采用仿真结果与实验测量结果对比的方式,分析了TEM小室内纵向场分布、横截面场均匀性、以及加入探头对TEM小室内部场分布的影响。得到了TEM小室四壁以及缝隙周围的场均匀性较差,中间位置场分布较均匀,以及探头的加入会略微影响TEM小室内场分布的结论。通过试验,找到影响电场探头校准系统不确定度的主要分量,结合试验数据对每个不确定度分量进行评定,得到电场探头校准系统的相对合成标准不确定度,以及相对扩展不确定度。另外,使用LabVIEW编程工具开发了一套自动测试软件,并详细介绍自动测试软件各模块的设计思想及设计流程。本系统可以对20Hz-100MHz频率范围内的电场探头,以及100kHz-100MHz频率范围内的磁场探头进行校准,拓宽了计量院电场探头校准的能力范畴。同时,自动化测试软件的应用,弥补了传统的人工测试方式的不足,提高了电场探头校准的校准效率以及自动化程度。

关键词：电场探头 TEM小室校准系统不确定度 LabVIEW 自动测试软件

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多天线组合的低频电场探头设计

多天线组合的低频电场探头设计

作者：康向辉西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着电子设备的快速发展,人们生活的电磁环境变得越来越复杂,相应的电磁辐射问题也变得愈发严重。电磁辐射不仅影响人的身体健康,而且会对周围的电子设备造成干扰。电场探头作为测量电磁辐射的核心部件,是电磁辐射检测研究的关键内容。... 详细信息

随着电子设备的快速发展,人们生活的电磁环境变得越来越复杂,相应的电磁辐射问题也变得愈发严重。电磁辐射不仅影响人的身体健康,而且会对周围的电子设备造成干扰。电场探头作为测量电磁辐射的核心部件,是电磁辐射检测研究的关键内容。本文在参考国内外相关研究文献的基础上,利用分段组合的方式设计制作了两种电场探头,可以覆盖1Hz～3GHz频段。论文的主要工作有:(1)针对100k Hz～3GHz频段,采用集总电阻加载偶极子天线和肖特基二极管组合的结构。利用电磁仿真软件CST对接收天线特性进行了仿真,分析了加载不同R、L、C集总元件,加载电阻大小、电阻个数以及电阻排布方式对天线频率响应的影响。为了解决电场探头工作频率范围和检测灵敏度的问题,利用仿真软件Tina-TI建立了天线和肖特基二极管的等效电路模型,分析了二极管各个参数对电场探头检波特性的影响,给出二极管的选择建议,确定所需二极管型号。(2)针对1Hz～100k Hz频段,采用平行板电容传感器和电路组合的结构。利用低频电磁场仿真软件ANSYS Maxwell,仿真分析了电场传感器的不同结构、不同极板形状和不同极板大小对场分布的影响,选择优化了电场探头的结构。设计了差分放大电路和平坦度优化电路,改善了探头的平坦度并提高了探头的灵敏度。(3)根据仿真结果制作了电场探头实物,搭建了测试环境,对制作的电场探头进行实际的性能测试。测试结果表明:100k Hz～3GHz电场探头的平坦度偏差在±3d B以内,全向性响应偏差在±1d B以内,可实现1V/m～800V/m的电场测量;1Hz～100k Hz电场探头的平坦度偏差在±2.5d B以内,全向性响应偏差在±1d B以内,可实现0.05V/m～150V/m的电场测量。本文设计的两个电场探头具有结构简单、易于加工制作和工作温度宽等特点。在各自的工作频段内,所设计的电场探头平坦度响应都在±3d B以内。通过两个电场探头分段组合的方式可以实现整个低频段的电场测量,采用三个测量单元相互正交的结构保证了全向性响应的偏差都在±1d B以内,可实现空间三维电场的测量。

关键词：电场探头电磁辐射电场测量集总加载电容传感

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智能电场探头的通信接口

智能电场探头的通信接口

作者：杨锦西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着现代电子工业的迅速发展及电器产品的普及,人们生存环境中的电磁能量密度不断提高,电磁污染也日益严重。电磁辐射对该空间内的人员和设备产生了影响成为了研究热点,开发高质、廉价、耐用的电磁辐射测量仪器更是研究工作中的重中之重... 详细信息

随着现代电子工业的迅速发展及电器产品的普及,人们生存环境中的电磁能量密度不断提高,电磁污染也日益严重。电磁辐射对该空间内的人员和设备产生了影响成为了研究热点,开发高质、廉价、耐用的电磁辐射测量仪器更是研究工作中的重中之重。本文分析了电磁辐射的基本原理和电磁测量的基本方法,介绍了基于单片机C8051F320和AD7714的智能电场探头通信接口的设计方案。设计分为上位机与单片机控制单元之间的通信接口和模数转换模块与单片机控制单元之间的通信接口两大部分。通过对有关芯片性能的对比和分析,选择了合适的芯片及其外围电路,实现了硬件部分的设计。软件设计中,采用单片机的UART通信方式实现上位机与单片机控制单元之间的通信;单片机控制单元与模数转换模块之间的通信通过单片机的增强型SPI串口通信方式来完成,从而实现了模数转换模块、单片机控制单元和上位机之间的数据通信。在硬件和软件完成的基础上,对模块功能进行了测试,包括对上位机与单片机控制单元之间的数据传输测试以及命令传输测试。结果表明,上位机与单片机控制单元之间的数据传输准确,单片机控制单元能够识别上位机发出来的命令,为进一步的智能电场探头制作奠定了基础。

关键词：电磁辐射电场探头 C8051F320 AD7714

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基于分形结构宽带电场探头的设计

基于分形结构宽带电场探头的设计

作者：吕福胜西安电子科技大学

学位级别：硕士

电磁辐射不仅会影响人类的身体健康，而且会干扰其周围电子仪器的正常工作。为了及时准确地获取空间电场强度的幅值、有效地降低电磁辐射造成的危害，有必要对电磁辐射监测设备的核心部件——电场探头的设计进行研究。在参考国内外相... 详细信息

电磁辐射不仅会影响人类的身体健康，而且会干扰其周围电子仪器的正常工作。为了及时准确地获取空间电场强度的幅值、有效地降低电磁辐射造成的危害，有必要对电磁辐射监测设备的核心部件——电场探头的设计进行研究。在参考国内外相关科技文献的基础之上，利用CST微波工作室对电场探头的建模方法进行了研究，并对其主要性能参数进行了仿真。针对直偶极子电场探头低频响应不够理想的问题，利用CST微波工作室对基于Koch分形结构的电场探头进行了建模仿真，结果表明：在不影响电场探头线性度响应和各向同性响应的前提下，引入分形结构可以改善直偶极子电场探头的低频响应对均匀分布位置加载方式下基于Koch分形结构的电场探头进行了实际制作和测试，实测结果表明：电场探头频率响应平坦度满足设计要求，线性度和各向同性响应均与仿真结果有着良好的一致性。

关键词：电磁辐射电场探头偶极子分形结构 Koch分形

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1MHz～18GHz超宽带电场探头分析

1MHz～18GHz超宽带电场探头分析

作者：孙常磊西安电子科技大学

学位级别：硕士

面对日益严重的电磁辐射,在实际工作中,需要有简单、准确的测量仪器进行电磁辐射测量以判定所检测区域是否满足相关标准,最终确定敏感区域人员的安全问题,这就使得研究电磁辐射测量仪器中的核心部件-电场探头变得至关重要。本文在前人... 详细信息

面对日益严重的电磁辐射,在实际工作中,需要有简单、准确的测量仪器进行电磁辐射测量以判定所检测区域是否满足相关标准,最终确定敏感区域人员的安全问题,这就使得研究电磁辐射测量仪器中的核心部件-电场探头变得至关重要。本文在前人研究的基础上对电场探头的原理进行了阐述,主要介绍了电场探头的结构及原理,对影响电场探头性能的天线部分以及传输线部分做了一些分析和仿真。针对电场探头应用的天线及检波电路进行了讨论,采用线性-非线性的分析方法对偶极子与检波二极管组成的检波电路进行了解析分析。鉴于微波二极管的特性,分别对大信号和小信号输入时两种情况进行了讨论。采用CST软件对这个电路进行了仿真,得到了比较好的频率响应。分析说明天线的尺寸影响了探头的带宽,二极管的各个参数影响了电场探头响应的平坦度和线性度。同时对传输线和微带线理论进行了阐述,进而采用等效电路的方法对电场探头的传输线进行了分析,重点分析了微带传输线在电场探头中的重要作用。最后,分别对电场探头的频率特性、全向性和线性度进行了讨论,提出了制作电场探头过程中应该注意的问题及选择元器件的原则。

关键词：电磁辐射电场探头超宽带天线传输线

外壳腔体结构与材料对电场探头接收特性的影响

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外壳腔体结构与材料对电场探头接收特性的影响

作者：杨志忠西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着电场探头在电磁环境监测中得到更广泛的应用,并朝着具备更小的外观尺寸、更平坦的频率响应、更宽的测量频带、更大线性区域以及更好的空间全向性趋势发展,对电场探头外壳腔体的设计也更具挑战性。外壳腔体是电场探头必不可缺的一部... 详细信息

随着电场探头在电磁环境监测中得到更广泛的应用,并朝着具备更小的外观尺寸、更平坦的频率响应、更宽的测量频带、更大线性区域以及更好的空间全向性趋势发展,对电场探头外壳腔体的设计也更具挑战性。外壳腔体是电场探头必不可缺的一部分,它主要保护电场探头,使之能承受一定程度的机械冲击及可能的极限环境,同时也要保证其对电场探头宽频特性的影响尽可能小,因此研究外壳腔体结构与材料对电场探头接收特性的影响对探头设计具有重要理论意义和实用价值。本文主要工作有:首先,基于改善电场探头壳体性能指标为需求,以电场探头外壳腔体设计为研究目的,利用CST(Computer Simulation Technology)仿真软件建立理想电场探头接收模型,仿真研究了PC(Polycarbonate)、PLA(Polylactic Acid)、PTFE(Polytetrafluoroethylene)三种壳体材料的衰减频率特性。然后建立仿真实际电场探头接收模型,仿真了PC、PLA、PTFE三种壳体材料条件下电场探头接收频率特性。仿真结果表明:PTFE壳体材料对频率平坦度影响最小,PLA壳体材料对频率平坦度影响相对较大。其次,利用CST仿真软件,建立了圆柱形、球形壳体电场探头接收模型,仿真分析了两种壳体形状的频率平坦度影响因子;并测量了两种情形的频率平坦度影响因子;仿真与实测结果表明:球形壳体对频率平坦度影响最小。最后,本文基于上述结果,选择对频率平坦度影响最小的PTFE球形壳体作为外壳,建立优化的电场探头接收模型,通过在壳体内部填充材料、以及对介质基板尺寸优化,达到改善电场探头性能指标的目的。仿真结果表明:优化后壳体对频率平坦度影响减小,各向同性响应更好。并测量了优化后壳体对频率平坦度的影响因子。

关键词：电场探头外壳材料形状平坦度

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电场探头光电特性研究

科技广场 2010年第1期 165-167页

作者：王超朱广超张峰中国传媒大学研究生院北京100024

本文提出了一个适用于电场探头的PSpice等效电路模型。以速率方程为基础,将多量子激光器和光电二极管的表征为线性电路元件组成等效电路,并将天线和放大器等效为信号源,实现建模。通过电路仿真软件PSpice对模型进行模拟与分析,验证模型... 详细信息

本文提出了一个适用于电场探头的PSpice等效电路模型。以速率方程为基础,将多量子激光器和光电二极管的表征为线性电路元件组成等效电路,并将天线和放大器等效为信号源,实现建模。通过电路仿真软件PSpice对模型进行模拟与分析,验证模型的实用性和准确性。

关键词：电场探头速率方程等效模型