专利名称：一种电磁辐射敏感度自动测试中判断功率放大器饱和的方法
技术领域：
本发明涉及电磁兼容自动测试领域，具体涉及一种电磁辐射敏感度自动测试中判 断功率放大器饱和的方法。
背景技术：
根据GJB151A-97《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》规定，电磁兼容测 试包括电磁干扰(EMI)试验和电磁敏感度(EMS)试验两大部分，其中电磁敏感度测试又包 括传导敏感度和辐射敏感度测试。敏感度测试的基本原理是干扰发生设备产生一定量级的 电磁干扰，而手动对信号源进行调节非常浪费时间，所以使用电磁兼容自动测试系统分别 对被试品的每一频点进行信号源幅值的自动调节。如图1所示，电磁辐射敏感度自动测试 系统一般由信号源、功率放大器、辐射天线、场传感器、监视设备、PC机组成。信号源输出信 号经射频电缆传输至功率放大器的输入端，功率放大器输出端输出大功率信号至辐射天线 激励端，辐射天线在大功率信号激励下产生一定强度的干扰信号，监视设备采集并显示场 传感器在被试品所在位置处接收到的外加干扰信号的强度，PC机分别连接监视设备的控制 端口和信号源，一方面对监测设备接收到的外加电磁辐射场采集处理并控制监测设备的仪 器参数设置；另一方面也控制信号源的仪器参数设置，根据GJB151A-97标准对于场强极限 值的规定，对信号源的输出幅度进行调整，使其达到GJB151A-97标准所要求的极限值。在电磁辐射敏感度测试中，需要在较宽的频率范围内对被试品施加一定强度的外 加电磁辐射场以考察被试品的电磁敏感性。被试品所在位置处的外加电磁辐射场强度必须 符合一定的测试标准的极限值要求，所以在每一个频点施加干扰时，需要对信号源设置一 个初始幅度，以此为起点调整信号源输出幅度，使得场传感器接收到的外加电磁辐射场强 度达到测试标准规定的强度(极限值)，然后才可以步进至下一测试频率点继续试验。在 电磁福射敏感度自动测试中，对信号源输出幅度进行调节的同时需要判断功率放大器是否 进入非线性饱和区，如图2所示，在输入信号未进入功率放大器非线性饱和区时，功率放大 器的特性曲线具有较好的放大特性，可继续增加输入信号强度直至输出满足标准极限值要 求；若输入信号进入放大器非线性饱和区，则继续增加输入信号强度将不会改变功率放大 器输出信号强度，不能达到标准所要求的极限值，还有可能将功率放大器烧坏。在功率放大 器非线性饱和区出现增益压缩现象是功率放大器的一项固有属性，不可避免，但是非线性 饱和区的位置不能精确定位。因此，在增加功率放大器输入信号幅度(即信号源输出幅度) 的同时需要判别是否进入功率放大器的非线性饱和区。现有的判断功率放大器饱和的方法都以经验控制循环次数来判别。如图3所示， 图3中的E为标准电场强度，试验过程中当标准极限值与测试位置的场强值的差值Δ没有 满足阀值X要求，但是在一个较小的范围Z (Ζ>Χ)内时，S卩|Δ| <Ζ，开始循环计数，当循 环次数达到一个经验值时，一般为6次，认为功率放大器进入非线性饱和区，判断功率放大 器输出不能满足标准极限值要求，退出程序。
按照此方法对功率放大器是否饱和进行判断有以下缺点1、此方法采用经验循环次数，可能在功率放大器的饱和区中进行了多次循环，花 费大量时间，降低了试验的效率。2、在功率放大器饱和区中不断增加输入信号幅度可能会对功率放大器造成损害， 降低功率放大器性能。
发明内容
本发明为了通过观察功率放大器是否出现增益压缩情况判断其是否进入非线性 饱和区，来确定功率放大器输出能否满足标准极限值要求，同时保护功率放大器，采用了一 种快速判断功率放大器饱和的方法。通过比较测试位置场强增量与信号源输出信号幅度增 量的关系，来判断功率放大器是否进入非线性饱和区。一种电磁辐射敏感度自动测试中判断功率放大器饱和的方法，包括如下步骤步骤一、将初始循环计数值设为i = 1，同时设定信号源输出幅度S，在不同测试频 点信号源输出幅度S根据所用天线的天线系数进行设定；步骤二、读取测试位置处的电场强度值Etl，电场强度值Etl使用单位为(ΙΒμ V/m ；步骤三、判断循环次数i，根据循环次数i进行不同的操作a、若i = 1，则执行第四步；b、gi > 1，并且测试位置处的电场强度增量(EcrE1)与信号源输出幅度增量 (α Δ)之间满足0.8 < (Etl-E1Va Δ < 1. 25，则功率放大器没有进入非线性饱和区，执行 第四步；否则，功率放大器进入非线性饱和区，记录信号源输出幅度并进行下一频点调整。步骤四、计算标准极限值E与实际测得的电场强度值Etl之间的差值Δ，此时标准 极限值E同样使用dBy V/m，得到差值Δ的单位为dB，Δ = E-E0 ；步骤五、判断差值Δ是否满足I Δ I < X，若差值Δ满足要求，则记录信号源输出 幅度并进行下一频点调整；若差值Δ不满足要求，则进入步骤六；X—般取值为0. 1 0. 5， 优选的取为0. 1。步骤六、调整信号源输出幅度S = S+α · Δ，同时循环次数加1，即i = i+Ι，并令 E1 = Etl;其中，α为调整系数，一般取为0.5彡α彡0. 9，优选的取为0. 8。步骤七、重复步骤二 步骤六，直到差值Δ满足I Δ I <Χ，则当前频点的信号源调 整完毕，继续进行下一频点的幅度调整。本发明的优点在于1、减少试验测试的时间，提高试验的效率。2、以步进的方式使测试位置场强值向标准极限值靠拢，既保护了测试设备，又保 证了测试的准确性。3、通过快速判断功率放大器是否进入非线性饱和区，减少在非线性饱和区中增加 输入信号的次数，保护功率放大器，延长功率放大器寿命。
图1是现有技术中辐射敏感度试验框图；图2是功率放大器特性曲线；
图3是现有的判断功率放大器饱和方法流程图；图4是本发明方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的方法进行详细说明。一种电磁辐射敏感度自动测试中判断功率放大器饱和的方法，流程如图4所示， 具有如下步骤第一步、将初始循环计数值设为i = 1，同时设定信号源初始幅度S ；在不同测试频点信号源输出幅度S根据所用天线的天线系数进行设定。第二步、读取测试位置处的电场强度值Etl，电场强度值Etl使用单位为(ΙΒμ V/m，便 于后续计算；第三步、判断循环次数i，根据循环次数i的不同进行不同的操作a、若i = 1，则顺序执行第四步；b、若i > 1，则先将测试位置处的电场强度增量与信号源输出幅度增量进行比较， 判断功率放大器是否进入非线性饱和区，若功率放大器进入非线性饱和区，则在此测试频 点功率放大器输出信号强度不能满足标准要求，则记录信号源输出幅度并进行下一频点调 整；若功率放大器没有进入非线性饱和区，则顺序执行第四步；将测试位置处的电场强度增量(EcrE1)与信号源输出幅度增量(α Δ)进行比较， 考虑功率放大器的动态范围内线性不理想的情况，使用判别式0.8 < (Etl-E1Va Δ < 1.25 进行判别，判断功率放大器是否出现增益压缩情况，其中，α为调整系数，一般取为0.5 0.9。如果0.8 < (Etl-E1Va Δ < 1. 25成立，功率放大器没有进入非线性饱和区；否则，功 率放大器进入非线性饱和区。第四步、计算标准极限值E与实际测得的电场强度值Etl之间的差值Δ，Δ = E-E0, 此时标准极限值E同样使用(ΙΒμ V/m，得到差值Δ的单位为dB ；第五步、判断差值Δ是否满足阀值X的要求，即I Δ I < X，X —般取值为0. 1 0. 5，优选的取为0. 1。若差值Δ满足阀值X的要求，则记录信号源输出幅度并进行下一频 点调整；若差值Δ不满足阀值X的要求，则进入第六步；实际测得的电场强度值是通过监视设备得到的。差值Δ用来估算测试的电场强度值与标准极限值之间的距离，是下一步调整信 号源幅度增量的依据。第六步、调整信号源输出幅度S = S+α · Δ，同时循环次数加1，即i = i+Ι，并令 E1 = Etl;其中，α为调整系数，一般取为0.5彡α彡0. 9，优选的取为0. 8。第七步、重复第二步 第六步，直到差值Δ满足阀值X的要求，S卩I Δ I <Χ，则当 前频点的信号源调整完毕，继续进行下一频点的幅度调整。
权利要求
1.一种电磁辐射敏感度自动测试中判断功率放大器饱和的方法，其特征在于包括如下 步骤步骤一、将初始循环计数值设为i = 1，同时设定信号源输出幅度S ；在不同测试频点信号源输出幅度S根据所用天线的天线系数进行设定；步骤二、读取测试位置处的电场强度值；电场强度值使用单位为dB μ V/m ；步骤三、判断循环次数i，根据循环次数i进行不同的操作a、若i= 1，则执行第四步；b、gi> 1，并且测试位置处的电场强度增量(Etl-E1)与信号源输出幅度增量(α Δ)之 间满足0. 8 < (Ε0-Ε1)/(α Δ) < 1. 25，则功率放大器没有进入非线性饱和区，执行第四步； 否则，功率放大器进入非线性饱和区，记录信号源输出幅度并进行下一频点调整；其中，α 为调整系数；步骤四、计算标准极限值E与实际测得的干扰信号的强度&之间的差值Δ，Δ = E-E0, 标准极限值E单位使用dB μ V/m,差值Δ的单位为dB ；步骤五、判断差值Δ是否满足I Δ I <Χ，若满足，则记录信号源输出幅度并进行下一频 点调整；若不满足，则执行步骤六；其中阈值X取值为0. 1 < X < 0. 5 ；步骤六、调整信号源输出幅度S = S+α · Δ，同时循环次数加1，即i = i+Ι，并令E1 = E0 ；其中，α为调整系数，取为0. 5彡α彡0. 9 ；步骤七、重复步骤二 六，直到差值Δ满足I Δ I <Χ，则当前频点的信号源调整完毕， 继续进行下一频点的幅度调整。
2.根据权利要求1所述的一种电磁辐射敏感度自动测试中判断功率放大器饱和的方 法，其特征在于步骤二中所述的实际测得的电场强度值是通过监视设备得到。
3.根据权利要求1所述的一种电磁辐射敏感度自动测试中判断功率放大器饱和的方 法，其特征在于阈值X取值为0. 1。
4.根据权利要求1所述的一种电磁辐射敏感度自动测试中判断功率放大器饱和的方 法，其特征在于调整系数α取值为0.8。
全文摘要
本发明公开了一种电磁辐射敏感度自动测试中判断功率放大器饱和的方法，属于电磁兼容敏感度测试领域，该方法通过增加信号源输出幅度和计算标准极限值E与实际测得的电场强度值E0之间的差值Δ，在差值Δ没有满足阀值X的情况下，根据差值Δ调整信号源输出幅度增量的同时比较差值Δ与信号源输出增量之间的关系，确定功率放大器是否出现增益压缩情况，以此来判断功率放大器是否进入非线性的饱和区域，达到在动态调整幅度增量来确定信号源输出幅度的同时判断功率放大器输出能否满足标准极限值要求的目的。本发明的判断功率放大器饱和的方法，节省试验时间，提高试验效率，延长功率放大器使用寿命；同时保证电磁兼容测试结果的准确性。
文档编号G01R31/00GK102128990SQ201110025440
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月24日 优先权日2011年1月24日
发明者乔祁, 崔燕舞, 徐坚, 戴飞, 白天明, 苏东林, 赵子华 申请人:北京航空航天大学