专利名称：瞬态电磁脉冲场测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于瞬态电磁脉冲场检测的瞬态电磁脉冲场测试仪，属于电磁兼容性测试领域，适用于测量上升时间不小于2ns、幅度为200KV/m以下的瞬态电磁脉冲场。
背景技术：
高强度的电磁脉冲原本是核武器在大气层爆炸时产生的一种电磁现象。电磁脉冲炸弹是一种利用非核爆炸形式，把普通炸弹的机械能转化成高强度的电磁脉冲能量的实战武器。它的杀伤破坏力介于常规武器和核武器之间。这种炸弹在目标上方爆炸后，会辐射出高强度的电磁脉冲，使半径数十公里内的飞机、雷达、电子计算机、电视机、电话、手机等几乎所有的电子设备无法正常工作，甚至造成难以修复的严重损伤。另一方面，自然界所发生的一些强雷电现象也会产生瞬态高能量电磁脉冲场，造成对雷电区附近范围电子设备的损毁。
鉴于瞬变高能量电磁脉冲对电子信息设备的破坏力巨大，单次瞬态电磁脉冲辐射场的测试技术、防护技术越来越受到重视。目前，在高能量电磁脉冲的测试、防护技术和措施研究中，高能量电磁脉冲场产生装置的研制已取得较大的发展；但高能量电磁脉冲场的测试技术相对滞后，制约了该项技术的发展。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种可准确测量高强度、脉冲上升时间为纳秒级的瞬态电磁脉冲场测试仪，用于测量上升时间不小于2ns、幅度为200KV/m以下的瞬态电磁脉冲场测试仪。
本实用新型为解决上述问题所提出的技术方案为包括瞬态电磁脉冲场探头、瞬态电磁脉冲场主机和数字示波器，所述的瞬态电磁脉冲场探头包括微型天线和全屏蔽探头盒，全屏蔽探头盒中设置有阻抗变换电路和电光转换电路，所述的瞬态电磁脉冲场主机由光电转换电路、信号处理电路联接组成，瞬态电磁脉冲场主机与瞬态电磁脉冲场探头通过光纤相导通，瞬态电磁脉冲场主机的输出端与数字示波器相接。
本实用新型的工作过程为微型天线在瞬态电磁脉冲辐射场中测得一个瞬态脉冲电压信号，此信号由电光转换电路将其转换成光信号输出至瞬态电磁脉冲场主机。在瞬态电磁脉冲场主机中光电转换电路将接收到光信号转换成电信号，通过信号处理后将电信号复原为原始的瞬态脉冲电压信号，再送到数字示波器进行显示，即可准确测量出瞬态电磁脉冲辐射场的强度和其它相关参数。
本实用新型的有益效果在于1、可用于上升时间不小于2ns、幅度为200KV/m以下的瞬态电磁脉冲场的测量，测量结果准确、直观。2、采用探头和主机相分离的结构，用光纤作为信号传输介质，可使瞬态电磁脉冲场主机和操作人员远离测试现场，这不仅提高了测试装置的抗干扰能力，而且使测试人员免受电磁辐射的伤害。
图1为本实用新型一个实施例的电路结构框图。
图2为本实用新型一个实施例中的阻抗变换电路与电光转换电路的电路原理图。
图3为本实用新型一个实施例中光电转换电路和信号处理电路的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例，由瞬态电磁脉冲场探头、瞬态电磁脉冲场主机和数字示波器三个部分组成。所述的微波场强探头包括微型天线和全屏蔽探头盒，微型天线为单极子微型天线，无方向性，调整其长度即可改变测试仪表的测量范围；全屏蔽探头盒中设置有阻抗变换电路与电光转换电路，微型天线的信号通过接口J2输入至阻抗变换电路。所述的阻抗变换电路包括场效应管Q1、高频三极管Q2及其外围电路电阻R1、R2、R3、R4、R5，Q2的集电极与电源VCC相接，并通过两个并接电容C1、C2接地，Q1、Q2级联成达林顿管，既使得电路的输入阻抗很高能保证电路的频响，输出电阻小能保证信号很好向下一级传输，又能减小单个场效应管带来的信号非线性失真；电光转换电路包括宽带运算放大器U1(OPA685)与外围电路R6、R7、R8、C3组成跟随器，激光器U2(LDM3S504)的阳极与R8相接，激光器U2的阴极接地，R8为激光器提供一个合适的偏置电流，R7、C3起加快电路的上升沿的作用；电光转换电路的输出端通过光纤与瞬态电磁脉冲场主机的输入端相接，瞬态电磁脉冲场主机包括光电转换电路、信号处理电路，其中光电转换电路由探测器U3(PDCM975)和三极管Q3及其外围电路电阻R9、R10、R11组成，Q3的集电极与电源VCC相接，并通过两个并接电容C6、C7接地，Q3的发射极通过R11接负压电源VCC-，同时通过并接电容C4、C5接地，光电转换电路将收到的光信号转换成电信号；信号处理电路包括宽带运算放大器U4(OPA685)及外围电路R12、R13、R14组成，使得Q3输出的电信号复原为原始的脉冲电压信号，通过接口J4输出至数字示波器。
权利要求1.一种瞬态电磁脉冲场测试仪，其特征在于包括瞬态电磁脉冲场探头、瞬态电磁脉冲场主机和数字示波器，所述的瞬态电磁脉冲场探头包括微型天线和全屏蔽探头盒，全屏蔽探头盒中设置有阻抗变换电路和电光转换电路，所述的瞬态电磁脉冲场主机由光电转换电路、信号处理电路联接组成，瞬态电磁脉冲场主机与瞬态电磁脉冲场探头通过光纤相导通，瞬态电磁脉冲场主机的输出端与数字示波器相接。
2.按权利要求1所述的瞬态电磁脉冲场测试仪，其特征在于在所述的微型天线为单极子微型天线。
3.按权利要求1或2所述的瞬态电磁脉冲场测试仪，其特征在于所述的阻抗变换电路包括场效应管Q1、高频三极管Q2及其外围电路电阻R1、R2、R3、R4、R5，Q1、Q2级联成达林顿管。
4.按权利要求1或2所述的瞬态电磁脉冲场测试仪，其特征在于所述的电光转换电路包括宽带运算放大器U1与外围电路R6、R7、R8、C3组成跟随器，激光器U2的阳极与R8相接，激光器U2的阴极接地，R8为激光器提供一个合适的偏置电流，R7、C3起加快电路的上升沿的作用。
5.按权利要求1或2所述的瞬态电磁脉冲场测试仪，其特征在于所述的光电转换电路由探测器U3(PDCM975)和三极管Q3及其外围电路R9、R10、R11组成，Q3的集电极与电源VCC相接，并通过两个并接电容C6、C7接地，Q3的发射极通过R11接负压电源VCC-，同时通过并接电容C4、C5接地，光电转换电路将收到的光信号转换成电信号。
6.按权利要求1或2所述的瞬态电磁脉冲场测试仪，其特征在于所述的信号处理电路包括宽带运算放大器U4(OPA685)及外围电路R12、R13、R14组成，使得Q3输出的电信号复原为原始的脉冲电压信号，通过接口J4输出至数字示波器。
专利摘要本实用新型涉及一种用于瞬态电磁脉冲场检测的瞬态电磁脉冲场测试仪，包括瞬态电磁脉冲场探头、瞬态电磁脉冲场主机和数字示波器，所述的瞬态电磁脉冲场探头包括微型天线和全屏蔽探头盒，全屏蔽探头盒中设置有阻抗变换电路和电光转换电路，所述的瞬态电磁脉冲场主机由光电转换电路、信号处理电路联接组成，瞬态电磁脉冲场主机与瞬态电磁脉冲场探头通过光纤相导通，瞬态电磁脉冲场主机的输出端与数字示波器相接。本实用新型的有益效果在于1.可用于上升时间不小于2ns、幅度为200KV/m以下的瞬态电磁脉冲场的测量。2.可使瞬态电磁脉冲场主机和操作人员远离测试现场，这不仅提高了测试装置的抗干扰能力，而且使测试人员免受电磁辐射的伤害。
文档编号G01R29/08GK2831147SQ200520097960
公开日2006年10月25日 申请日期2005年9月6日 优先权日2005年9月6日
发明者宋文武, 刘义, 张传东, 吴楠, 黄松高 申请人:中国舰船研究设计中心