一种小型感应式甚高频电流探头的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种小型感应式甚高频电流探头，包括：磁环、线圈、探头电缆和防波套；线圈均匀绕制于环形结构的磁环上，探头电缆为同轴电缆，探头电缆一端的芯线与屏蔽层分别连接至线圈两端；探头电缆的另一端连接同轴电连接器，探头电缆外表带绝缘层；在探头电缆外层套上防波套，防波套在线圈侧与探头电缆芯线和屏蔽层保持绝缘；防波套在同轴电连接器侧与同轴电连接器外壳360°环接；防波套外面再套锦纶丝套。本实用新型的优点在于：通过应用技术方案，可以实现一种小型感应式甚高频电流探头。本探头尺寸小于30mm，且能够在保证性能的情况下，进一步缩小到25mm以下；工作频率高达1GHz，可用于测量细导线的电流。
【专利说明】一种小型感应式甚高频电流探头
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电流测试器件，具体涉及高频电流探头。
【背景技术】
[0002]在电磁耦合传递函数测量试验中，需要测量导线上流过的电流。在缩比的电磁耦合传递函数测量试验中，传统的电流探头无法满足要求，这是由于以下两方面原因:首先，被测物体缩比后尺寸很小，传统电流探头无法接入，例如缩比前邻近导体之间距离10cm，在1:10缩比后距离仅为Icm ;其次，缩比后测试频率按缩小比例同比增长，传统电流探头无法满足频率要求，例如缩比前电磁脉冲波形的最高频率为100MHz，1:10缩比后频率提高至IGHz，而传统电流探头一般工作频率不超过400MHz。因此，没有提供可选的技术方案。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种小型感应式甚高频电流探头，满足尺寸小，工作频率高的要求。
[0004]本实用新型是一种小型感应式甚高频电流探头，其中，包括:磁环、线圈、探头电缆和防波套；线圈均匀绕制于环形结构的磁环上，探头电缆为同轴电缆，探头电缆一端的芯线与屏蔽层分别连接至线圈两端；探头电缆的另一端连接同轴电连接器，探头电缆外表带绝缘层；在探头电缆外层套上防波套，防波套在线圈侧与探头电缆芯线和屏蔽层保持绝缘；防波套在同轴电连接器侧与同轴电连接器外壳360°环接；防波套外面再套锦纶丝套。
[0005]如上所述的小型感应式甚高频电流探头，其中，磁环外径小于30mm，内径大于等于被测导线的直径与2倍的线圈漆包线直径之和；厚度小于等于IOmm ;线圈直径为0.3mm~`0.5mm,用胶固定于磁环。
[0006]如上所述小型感应式甚高频电流探头，其中，在校准时，所述小型感应式甚高频电流探头还包括2根校准用同轴电缆，校准用电缆一端安装同轴连接器，另一端为裸线且屏蔽层剥出5mm ;两根校准同轴电缆的芯线焊接在一起，屏蔽层拧成小辫子，穿过所述小型感应式甚高频电流探头的磁环后焊接在一起，作为校准结构。
[0007]本实用新型的优点在于:
[0008]通过应用技术方案，可以实现一种小型感应式甚高频电流探头。探头在使用时，将被测导线穿过探头的磁环。将探头电缆的电连接器连接至射频频谱仪。定义探头的灵敏度K为，
[0009]K =卞⑴
[0010]式中，已为探头使用时频谱仪接收到的功率，K可由校准给出。从而可以计算出被测导线上流过的电流I。
[0011]本探头尺寸小于30mm，且能够在保证性能的情况下，进一步缩小到25mm以下；工作频率高达1GHz，可用于测量细导线的电流。【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型所述的探头结构示意图。
[0013]图2为探头校准结构示意图。
[0014]图中，1-磁环，2-线圈，3-同轴电缆芯线，4-同轴电缆屏蔽层，5-同轴电缆连接器，6-防波套，7-校准同轴电缆屏蔽层，8-校准同轴电缆芯线。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
[0016]本实用新型包括导磁体、在导磁体上缠绕的线圈以及探头电缆。同时，为了得到探头的特性参数，还包括配套的校准件和校准方案。
[0017]a)高频磁环备料:
[0018]电缆探头需要使用磁环以聚拢导线周围的磁场。为了使探头能工作在IGHz以内的频率，需要使用高频磁材料NX0-20。
[0019]磁环外径应小于30mm (即小于IGHz对应波长300mm的1/10)。
[0020]此外，为了保证被侧导线能够顺利穿入磁环，磁环内径应不小于被测导线的直径与2倍的线圈漆包线直径之和，在实施时，一般外加适当裕量，保证被测导线能够顺利穿入磁环之内；厚度不大于10mm。
[0021]b)线圈绕制:
[0022]线圈通过磁环上缠绕直径0.3mm?0.5mm漆包线制成。缠绕应均勻。线圈的漆包线引出端应距离较近，以使相连同轴电缆剥出的芯线和屏蔽层尽可能短。漆包线在磁环上点胶固定。同轴电缆与线圈的焊点加套管保护。
[0023]线圈圈数为5?20圈，可先任取某一数值再通过探头校准进行修正。
[0024]c)探头电缆的加工:
[0025]外界辐射场会在测试用探头同轴电缆的屏蔽层上产生感应电流。如果简单使用同轴电缆不做特殊处理，直接将电缆屏蔽层与芯线分别连接在线圈两端，屏蔽层电流会在线圈两端产生压降，导致测量误差。
[0026]为防止电缆上感应的屏蔽层电流经采样电阻形成回路影响测试结果，本实用新型采用了如下双层电缆屏蔽技术方案，及使用防波套作为额外的屏蔽层。
[0027]将作为探头电缆使用的同轴电缆芯线与屏蔽层分别连接至线圈两端。电缆的另一端连接同轴电连接器。同轴电缆应选用外表带绝缘层的电缆。在同轴电缆外面套防波套，形成附加的外屏蔽层。防波套在线圈一端不与芯线和同轴电缆接触，以防止感应电流流经线圈。防波套在同轴电连接器一端与同轴电连接器外壳360°环接，以实现单端接地。防波套外面再套锦纶丝套。示意图见附图1。
[0028]对于电缆型号，可选用同轴电缆(例如SFF-50-1.5_1 )，然后一端安装与电缆匹配的同轴电连接器(例如SMA-KF3 )，另一端连接上步所述线圈。
[0029]此外，由于本探头尺寸非常小，因此，需要使用专用的校准件。
[0030]将两根校准同轴电缆的芯线焊接在一起，屏蔽层拧成小辫子，穿过探头的磁环，焊接在一起，见附图2。此时校准电缆和探头成为一个三端口射频网络，三个端口包括校准电缆的两个电连接器和探头的一个电连接器，使用射频矢量网络分析仪测量此三端口射频网络的S参数。通过计算可得探头的灵敏度。
[0031]d)校准电缆的加工:
[0032]校准件为两根同轴电缆，一端安装同轴连接器，另一端为裸线，屏蔽层剥出5_，拧成小辫子镀锡。选用同轴电缆(例如SFF-50-1.5-1)，长度为30cm，一端安装电连接器，电连接器需与本电缆匹配。
[0033]e)探头校准:
[0034]将两根校准同轴电缆的芯线焊接在一起，屏蔽层拧成小辫子，穿过探头的磁环，焊接在一起。此时校准电缆和探头成为一个三端口射频网络，三个端口包括校准电缆的两个电连接器和探头的一个电连接器，使用射频矢量网络分析仪测量此三端口射频网络的S参数s31。设校准电缆的两个电连接器分别为端口 I和端口 2，探头电连接器为端口 3。则探头灵敏度K的计算公式为:
[0035]
【权利要求】
1.一种小型感应式甚高频电流探头，其特征在于，包括:磁环、线圈、探头电缆和防波套；线圈均匀绕制于环形结构的磁环上，探头电缆为同轴电缆，探头电缆一端的芯线与屏蔽层分别连接至线圈两端；探头电缆的另一端连接同轴电连接器，探头电缆外表带绝缘层；在探头电缆外层套上防波套，防波套在线圈侧与探头电缆芯线和屏蔽层保持绝缘；防波套在同轴电连接器侧与同轴电连接器外壳360°环接；防波套外面再套锦纶丝套。
2.如权利要求1所述的小型感应式甚高频电流探头，其特征在于，磁环外径小于30mm，内径大于等于被测导线的直径与2倍的线圈漆包线直径之和；厚度小于等于IOmm ;线圈直径为0.3mm?0.5mm,用胶固定于磁环。
3.如权利要求1或者权利要求2所述小型感应式甚高频电流探头，其特征在于，在校准时，所述小型感应式甚高频电流探头还包括2根校准用同轴电缆，校准用电缆一端安装同轴连接器，另一端为裸线且屏蔽层剥出5_ ;两根校准同轴电缆的芯线焊接在一起，屏蔽层拧成小辫子，穿过所述小型感应式甚高频电流探头的磁环后焊接在一起，作为校准结构。
【文档编号】G01R19/00GK203658439SQ201320756605
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】曹雷团, 陈曦, 吴强, 付继伟, 张洪源 申请人:北京宇航系统工程研究所, 中国运载火箭技术研究院