1.本发明涉及天线的校准领域，具体是一种测试天线的现场校准方法。
背景技术：
2.在电磁兼容试验中辐射发射测试是一项十分重要的测试项目。辐射发射测试的内容为测量被测设备、分系统或系统通过壳体、电缆等对其外环境产生的电磁辐射。电磁兼容试验中的辐射发射测试的原理可归纳为：被测设备、分系统或系统通过壳体、电缆等对外产生电磁辐射，该电磁辐射在测试天线上激励起感应电流，感应电流在测试天线的端口处输出为感应电压，利用该感应电压的幅值即可计算出电磁辐射的场强值。在上述原理中利用测试天线端口处的感应电压幅值计算出电磁辐射的场强值的关键在于两者之间的数学关系。该数学关系的专业名称为天线系数，天线系数的定义为被测量的电场强度与测试天线端口处感应电压的比值。
3.目前对辐射发射测试天线的天线系数的校准和测试方法主要有两天线法、标准天线法和三天线法。
4.采用两天线法测量天线系数时，需要使用一副与待校天线完全相同的天线配合测量。但是各个电磁兼容试验室的辐射测试天线的生产厂家和批次多种多样，在实践中，计量机构很难找到与待测天线完去相同的天线。
5.标准天线法是将一个天线系数已知的天线作为标准天线，将待校天线与标准天线分别放在相同位置测量同一电场，将待校天线与标准天线所接受的信号相比较，根据标准天线的天线系数即可计算出待校天线的天线系数。该方法中需使用标准天线，一般而言只有专业的计量机构才配备有标准天线。
6.三天线法需要两副与待校天线类型相同的天线进行校准。校准过程为：将三副天线的两个作为一个组合，三副天线分别取三个不同的组合，共进行三次测量，测量两副天线间的信号衰减，求出每个天线的天线系数。该校准方法最为普遍，但该校准方法的操作也最为复杂。
7.实施上述三种校准方法时，无论是在专业的校准场地还是在待校试验室进行，都需要用到额外的天线配合校准。这就涉及到天线的运输、包装等，在此过程有可能会损坏天线，影响到后续电磁兼容试验的辐射发射测试的准确性。此外，假如将待校天线送至专业的计量机构校准，由于计量机构场地与试验室场地环境的不同，会造成校准得到的天线系数与在试验室环境中的真实天线系数有偏差，从导致辐射发射测试的偏差。
技术实现要素：
8.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种辐射发射测试天线的天线系数的现场校准方法。针对现有的电磁兼容试验辐射发射测试天线天线系数校准方法的缺点，本发明在校准试验室内，利用已有的包括信号源、场强探头、场强计等辐射敏感度设备、频谱仪和试验台、试验地面等试验环境测量得到待校天线的天线系数。
9.本发明解决其技术问题所采用的技术方案的具体校准步骤如下：
10.步骤1：将信号源通过电缆连接至频谱仪，利用频谱仪测量得到待校天线端口处电磁信号的幅值a2；
11.步骤2：计算信号源显示的输出信号幅值a1与频谱仪测量到的天线端口处信号幅值a2，计算信号源至待校天线端口间的路径衰减l＝a1-a2；
12.步骤3：将场强探头连接场强计，场强探头置于待校准天线正前方1米处，测量待校准天线各个频率的场强值c；
13.步骤4：计算信号源显示的输出信号幅值b和插入损耗l的差值，得到校准时天线端口处的信号幅值b-l；
14.步骤5：计算信号幅值b-l和场强值c的比值α，从而得到待校天线的天线系数α＝(b-l)/c。
15.本发明的有益效果在于可利用电磁兼容试验室已有的设备在试验室真实环境中对辐射发射天线的天线系数进行现场校准测量。本发明提供的校准方法不仅避免了天线运输等带来的天线损坏、校准周期长等问题，而且由于是现场校准保证了校准得到的天线系数的可靠性，有利于电磁兼容辐射发射试验测试的准确性。
附图说明
16.图1为利用频谱仪测量得到待校天线端口处电磁信号的幅值的示意图；
17.图2为在试验现场测试场强值的示意图。
18.其中，1-信号源，2-路径衰减器，3-待校天线，4-场强探头，5-场强计，6-试验台，7-试验地面，8-频谱仪。
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
20.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合实施方式和附图，对本发明作进一步地详细描述。
21.如图1所示，利用频谱仪(8)测量得到待校天线端口处电磁信号的幅值。具体的校准方法如下:
22.步骤1：将信号源通过电缆连接至频谱仪，利用频谱仪测量得到待校天线端口处电磁信号的幅值a2；
23.步骤2：计算信号源显示的输出信号幅值a1与频谱仪测量到的天线端口处信号幅值a2，计算信号源至待校天线端口间的路径衰减l＝a1-a2；
24.步骤3：将场强探头连接场强计，场强探头置于待校准天线正前方1米处，测量待校准天线各个频率的场强值c；
25.步骤4:计算信号源显示的输出信号幅值b和插入损耗l的差值，得到校准时天线端口处的信号幅值b-l；
26.步骤5：计算信号幅值b-l和场强值c的比值α，从而得到待校天线的天线系数α＝(b-l)/c。
27.实施例中，根据信号源(1)显示的输出信号幅值和频谱仪(8)测量到的天线端口处
信号幅值，计算出信号源至待校天线端口间路径的插入损耗。
28.如图2所示，图2为在试验现场使用试验室已有的辐射敏感度试验用的场强探头、场强计等场强测量设备测量待校准天线正前方1米处各个频率的场强值的示意图。保持图1所示的路径配置，将图1中的频谱仪更换为待校天线(3)，使待校天线(3)对外辐射电磁波。在试验台(6)、试验地面(7)试验室试验环境配置中，使用试验室已有的辐射敏感度试验用的场强探头(4)、场强计(5)场强测量设备测量得到待校准天线正前方1米处各个频率的场强值。根据待校天线(3)发射电场时，信号源(1)显示的输出信号幅值和之前计算出的信号源(1)至待校天线(3)端口间路径的插入损耗，得到校准时天线端口处的信号幅值；计算由校准时计算出的待校天线(3)端口处的信号幅值和场强测量设备测量到的场强值的比值，从而得到待校天线的天线系数。
技术特征：
1.一种辐射发射测试天线的天线系数的现场校准方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1：将信号源通过电缆连接至频谱仪，利用频谱仪测量得到待校天线端口处电磁信号的幅值a2；步骤2：计算信号源显示的输出信号幅值a1与频谱仪测量到的天线端口处信号幅值a2，计算信号源至待校天线端口间的路径衰减l＝a1-a2；步骤3：将场强探头连接场强计，场强探头置于待校准天线正前方1米处，测量待校准天线各个频率的场强值c；步骤4：计算信号源显示的输出信号幅值b和插入损耗l的差值，得到校准时天线端口处的信号幅值b-l；步骤5：计算信号幅值b-l和场强值c的比值α，从而得到待校天线的天线系数α＝(b-l)/c。
技术总结
本发明提供了一种辐射发射测试天线的天线系数的现场校准方法，在校准试验室内，利用已有的包括信号源、场强探头、场强计等辐射敏感度设备、频谱仪和试验台、试验地面等试验环境测量得到待校天线的天线系数。本发明可利用电磁兼容试验室已有的设备在试验室真实环境中对辐射发射天线的天线系数进行现场校准测量，不仅避免了天线运输等带来的天线损坏、校准周期长等问题，而且由于是现场校准保证了校准得到的天线系数的可靠性，有利于电磁兼容辐射发射试验测试的准确性。射发射试验测试的准确性。射发射试验测试的准确性。
技术研发人员：史志鹏 孙晋
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所
技术研发日：2021.12.13
技术公布日：2022/4/5
再多了解一些
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