專利名稱：一種無源產品電磁泄漏度檢測方法
技術領域：
本發明屬于電磁泄漏度檢測技術領域，特別涉及一種無源產品電磁泄漏度檢測方法。
背景技術：
電磁泄漏度的檢測主要用于具有屏蔽性能的殼體、方艙、屏蔽室等。從公開刊物及公開渠道上所了解到的國內外關于電磁泄漏度(屏蔽效能)的檢測方法情況如下I)用于方艙、屏蔽室等屏蔽體的電磁屏蔽度方法，有國標GB12190(高性能屏蔽室屏蔽效能的測量方法)，將接收天線和發射天線分別放置到屏蔽體的里面和外面進行測試。此標準規定的方法適用于在屏蔽體內可放置發射或接收天線的情況下，但是并不適用于屏蔽體內無法放置天線的產品，且Ka頻段無源產品體積小，內部無法放置天線。2)用于射頻電纜的屏蔽效能測試方法，國內外主要采用電磁吸收鉗的方式。用電磁吸收鉗接收電纜上的電磁泄漏，與射頻電纜的輸入功率進行比較得出射頻電纜的屏蔽效能值。此方法僅針對具有固定款式的射頻電纜適用，電磁吸收鉗由于內徑小，只能穿過細小的電纜。但是，Ka頻段無源結構復雜，體型不規則，電磁吸收鉗無法穿過此類無源產品，且電磁吸收鉗一般工作頻率在IGHz以下，采用此方法以不能適用。3)用于射頻接頭的屏蔽效能測試方法，國內外采用專用的射頻接頭的諧振腔體，通過諧振腔體接收的功率和射頻接頭的輸入功率比值，可得到射頻接頭的屏蔽效能值。射頻接頭形體小巧且比較規則，其諧振腔體易于加工和設計，而Ka頻段無源產品結構復雜，相對射頻接頭體型巨大，諧振腔體設計難度大，同樣無法使用此方法。4)用于空間無源產品電磁泄漏度的測試。采用電磁場互易原理，采用接收無源產品的電磁泄漏和給無源產品施加電磁場的方法得到無源產品電磁泄漏度值。此方法受到檢測探頭的限制，無法對18GHz以上的無源產品進行檢測，故此方法不適用。
發明內容
本發明的技術解決問題是針對現有技術的不足，提供了一種無源產品電磁泄漏度檢測方法，實現了對無源產品電磁泄漏度的檢測。本發明的技術解決方案是
本發明所述方法以屏蔽效能理論為依據。在無源產品外部放置一個接收天線，假設無源產品內部有一個理想點源，以理想點源作為發射天線，分別測試放置無源產品時接收天線的接收功率和不放置無源產品時接收天線的接收功率。當理想點源輸入功率相同時，兩個接收功率的差值就是無源產品在該方向上的屏蔽效能，即電磁泄漏度值。測量時取最大泄漏值為無源產品的電磁泄漏度。根據上述理論，本發明所述方法的步驟為步驟I :確定用于被測無源產品接收天線的遠場條件；步驟2 :根據所述遠場條件對接收天線的無遮擋輸出功率進行校準；
步驟3 :將被測無源產品連接于信號源與匹配負載之間，并根據所述遠場條件布置所述接收天線相對于所述無源產品的位置；步驟4:所述信號源將產生的測試信號輸入到被測無源產品中，獲取所述接收天線的有遮擋輸出功率；步驟5 :根據下式確定被測無源產品的電磁泄漏度SE SE = l/2*Ptl+Pr2+101gU/(4JiR))-3/2*Prl其中，Ptl為所述發射天線和被測無源產品的輸入功率；Pri為所述接收天線無遮擋 輸出功率為所述接收天線有遮擋時輸出功率；λ為對應于所述測試頻率的波長洱為所述發射天線和接收天線的測試距離。進一步的,所述接收天線的優選工作頻率為18GHz-40GHz。進一步的，在所述步驟3中，所述被測無源產品布置于非導電桌面上。進一步的，在所述步驟3中，所述接收天線在遠場條件下從多個不同極化和方位相對于所述無源產品進行布置。進一步的，在所述步驟4中，所述信號源分別產生對應于無源產品各通道中心頻率、距高端頻率-5%和低端頻率+5%的測試信號。本發明與現有技術相比具有如下優點無源產品的多樣性和結構復雜性，使得無源產品的電磁泄漏檢測非常困難。Ka或以上頻段的試驗用的發射天線和接收天線由于物理尺寸較小，則天線的遠場距離較近，可以在實驗室中滿足天線的遠場條件，通過將天線增益理論、屏蔽效能理論和無源產品的電磁泄漏度檢測相結合，利用單個接收天線在無遮擋輸出功率和加入被測無源產品后的有遮擋輸出功率實現了無源產品的電磁泄露度檢測。
圖I為本發明方法流程圖；圖2為接收天線無遮擋接收增益校準示意圖；圖3為被測無源產品和接收天線布置圖I ;圖4為被測無源產品和接收天線布置圖2 ;圖5為兩根射頻電纜校準示意圖。
具體實施例方式下面就結合附圖對本發明做進一步介紹。以上述屏蔽效能理論為依據，本發明利用單個接收天線對無源產品的電磁泄漏度進行檢測的方法可通過下述過程進行獲得。由于理想點源的理論是在遠場條件下才能成立，因此接收天線的測試需在遠場條件進行。假設在無源產品內部布置有與接收天線相同的發射天線，則按照遠場條件，應該滿足R> 2D2/A，其中，R為發射天線與接收天線間的測試距離；D為接收天線的對角線長度；λ為進行測試時，發射天線與接收天線工作頻率所對應的波長。在滿足上述遠場條件下，發射天線與接收天線間的傳輸公式有Pr = Pt*Gt*Gr* ( λ / (4 31 R))2
上式中Pt為發射天線輸入功率；Gt :發射天線增益；P,:接收天線輸出功率而接收天線增益。將上式以對數形式表示，則有Pr = Pt+Gt+Gr+201g ( λ / (4 π R))I)天線增益可描述為天線在遠區某方向上場強保持相同時，在由(θ，φ)表征的方向下，理想的點源輸入功率與該天線的輸入功率之比，即G( θ，φ) = Po/Pt上式中P。為理想點源的輸入功率；Pt為天線的輸入功率；Θ為電場角度；Φ為磁場角度。進一步,將上式以對數形式表示Pt = P0-G( θ , φ)2)對一個屏蔽體進行屏蔽效能測試時，首先在空場下對接收天線的無屏蔽接收增益進行校準，將發射天線與接收天線相隔一定距離放置，在設置的工作頻率下，可得到一組發射天線輸入功率和接收天線輸出功率。進一步的，當發射和接收天線相對位置不變，在兩個天線中間放置屏蔽體的一個屏蔽墻時，又可得到一組發射天線輸入功率和接收天線輸出功率。則根據下面屏蔽效能的計算公式，則可得到屏蔽體在設定的工作頻率下的屏蔽效能值SE SE = Pr2-Pt2-(Prl-Ptl)3)上式中Ptl為無屏蔽時的發射天線輸入功率；Pt2為有屏蔽時的發射天線輸入功率為無屏蔽時的接收天線輸出功率；匕2為有屏蔽時的接收天線輸出功率；假設發射天線用一個理想點源代替，則將公式3)中的Ptl用公式2)的Pt代替，SP可得SE = Pr2-Pt2+P0-G-Prl當理想點源的輸入功率P。與發射天線輸入功率Pt2相等時，則有SE = Pr2-Prl-G4)因為上述采用的發射天線和接收天線均相同，因此根據公式I)有G= (Prl-Ptl)/2-101g(A/(4 3iR))5)所以，在利用理想點源作為發射天線時，則將公式5)帶入公式4)，有SE = Pr2-Prl-(Prl-Ptl)/2+101g( λ/(4 Ji R))= l/2*Ptl+Pr2+101gU/(4JiR))-3/2*Prl6)公式6)則就可作為在無源產品有一個理想點源情況下的電磁泄漏度計算公式。實施例I進一步根據上述測試原理和圖I所示流程圖，本實施例從以下幾個步驟進行電磁泄露度檢測法(I)確定用于測試的接收天線的遠場條件；根據接收天線的遠場條件，對工作于18GHz-40GHz的無源產品進行測試時，假設采用工作頻率為18-26. 5GHz喇叭天線，發射天線或接收天線的口面尺寸為I. 63cm*l. 32cm,則對角線尺寸 D = 2. Olcm0當頻率為18GHz時，λ = I. 7cm,則當距離接收天線口面的距離R > 4. 75cm時為遠場；當頻率為26. 5GHz時，λ = I. 13cm,則當距離接收天線口面的距離R > 7. 15cm時為遠場。
假設采用工作頻率為26. 5-40GHZ喇叭天線，發射天線或接收天線的口面尺寸為
I.09cm*0. 89cm，則對角線尺寸 D=L 63cm。當頻率為26. 5GHz時，λ = I. 13cm,則當距離接收天線口面的距離R > 4. 70cm時為遠場；當頻率為40GHz時，λ = O. 75cm,則當距離接收天線口面的距離R > 7. 09cm時為遠場。本發明實施例同樣可對工作頻率小于18GHz的無源產品進行檢測，但是當工作頻率小于18GHz時，由于接收天線尺寸較大，要滿足接收天線遠場條件，則接收天線和被測無源產品直接的測試距離將遠大于10cm，使得工程實現上較為困難，因此不建議使用。(2)對上述接收天線在無遮擋條件下進行接收增益校準根據圖2所示，對接收天線進行無遮擋條件下的增益校準，接收天線和發射天線極化相同，天線口面正對放置，發射天線通過測試電纜與信號源相連，接收天線通過測試電纜與頻譜儀相連。天線口面的距離根據選擇的天線尺寸，定為10cm，則在18-40GHZ頻率范圍內，均為遠場區域。考慮到反射地面的影響，盡量減少地面對信號的影響，天線高度定為
I.5m 高。按被測無源產品的工作頻率校準測試電纜。設置信號源輸出頻率為被測無源產品一個通道的中心頻率、距高端頻率-5%和低端頻率+5%的三個頻率點，設置輸出電平使到發射天線入口電平為OdBm。設置頻譜儀中心為信號源同樣的頻率，帶寬為500kHz，設置合適的參考電平和參考帶寬。讀取頻譜儀通過接收天線接收到的信號的幅值，記錄為Prt。上述過程對被測無源產品的多個通道分別進行，并分別記錄獲得的無遮擋接收功率。(3)將被測無源產品連接于信號源與匹配負載之間，并根據所述遠場條件布置所述接收天線相對于所述無源產品的位置完成步驟(2)的接收天線無遮擋接收增益的校準后，按圖3，對被測無源產品和接收天線進行布置。被測無源產品放置于非導電桌面上，以便于和接收天線增益校準時的空場狀態一致，距桌面邊界不小于10cm。接收天線在對無源產品進行檢測時，距離無源產品的位置要和步驟(2)中接收天線與發射天線正對測試時保持一致，因此也選擇10cm。(4)所述信號源將產生的測試信號輸入到被測無源產品中，獲取所述接收天線的有遮擋接收功率。由于無源產品的不規則性，其最大泄漏點也不盡相同，因此在用接收天線對無源產品進行測試時，在距離IOcm位置的不同極化和方位進行測試，以得到最大泄漏值。進一步如圖4所示，完成被測無源產品和接收天線的相對布置后，信號源連接到被測無源產品的一個輸入端口，被測無源產品的輸出端口接匹配負載。與接收天線無遮擋接收增益校準時的信號設置一致，設置信號源輸出頻率為被測無源產品一個通道的三個頻點，中心頻率點，距高端頻率-5%和低端頻率+5%的頻率點。設置輸出電平使到被測無源產品輸入端口的電平為OdBm。設置頻譜儀中心為信號源同樣的頻率，帶寬為500kHz，設置合適的參考電平和參考單塊。讀取頻譜儀信號的幅值，并記為接收天線有遮擋接收功率Pm(5)利用上述獲得的接收天線無遮擋接收功率和有遮擋接收功率計算被測無源產品的電磁泄漏度根據上式6) SE = l/2*Ptl+Prf+101gU/(4JiR))-3/2*h3f 算被測無源產品各通道頻率的電磁泄漏度值。其中Ptl為發射天線的輸入電平值，λ為當前頻率的波長，R為發射和接收天線之間的距離，即10cm。選取各個通道中電磁泄漏度值最大的作為被測無源產品的最終電磁泄漏度值。實施例選用了一對Ka頻段的波同轉換作為被測無源產品。將兩個波導法蘭為WR42、工作 頻率為18-26. 5GHz的波同轉換對接。在整個檢測過程中，需要用到兩根射頻電纜，因此需要對這兩根電纜的差損進行校準。如圖5，將兩根射頻電纜用轉接頭連接，并分別接到信號源SMR40和頻譜儀FSEK30上。在18-26. 5GHz上選擇幾個固定點進行校準，具體校準結果見表I所示。表I
權利要求
1.一種無源產品電磁泄漏度檢測方法，其特征在于包括以下步驟 步驟I:確定用于被測無源產品接收天線的遠場條件； 步驟2 :根據所述遠場條件對接收天線的無遮擋輸出功率進行校準； 步驟3 :將被測無源產品連接于信號源與匹配負載之間，井根據所述遠場條件布置所述接收天線相對于所述無源產品的位置； 步驟4 :所述信號源將產生的測試信號輸入到被測無源產品中，獲取所述接收天線的有遮擋輸出功率； 步驟5 :根據下式確定被測無源產品的電磁泄漏度SE SE = l/2*Ptl+Pr2+101g ( A / (4 JI R)) _3/2*Prl 其中，Ptl為所述發射天線和被測無源產品的輸入功率；Pri為所述接收天線無遮擋輸出功率為所述接收天線有遮擋時輸出功率；、為對應于所述測試頻率的波長；R為所述發射天線和接收天線的測試距離。
2.如權利要求I所述的ー種無源產品電磁泄漏度檢測方法，其特征在于所述接收天線的優選工作頻率為18GHz-40GHz。
3.如權利要求I所述的ー種無源產品電磁泄漏度檢測方法，其特征在于在所述步驟3中，所述被測無源產品布置于非導電桌面上。
4.如權利要求I所述的ー種無源產品電磁泄漏度檢測方法，其特征在于在所述步驟3中，所述接收天線在遠場條件下從多個不同極化和方位相對于所述無源產品進行布置。
5.如權利要求I所述的ー種無源產品電磁泄漏度檢測方法，其特征在于在所述步驟4中，所述信號源分別產生對應于無源產品各通道中心頻率、距高端頻率-5%和低端頻率+5%的測試信號。
全文摘要
本發明公開了一種無源產品電磁泄漏度檢測方法，包括以下步驟確定用于被測無源產品接收天線的遠場條件；根據所述遠場條件對接收天線的無遮擋輸出功率進行校準；將被測無源產品連接于信號源與匹配負載之間，并根據所述遠場條件布置所述接收天線相對于所述無源產品的位置；所述信號源將產生的測試信號輸入到被測無源產品中，獲取所述接收天線的有遮擋接收功率；根據下式確定被測無源產品的電磁泄漏度SE∶SE＝1/2*Pt1+Pr2+101g(λ/(4πR))-3/2*Pr1，采用本發明實現了對無源產品電磁泄漏度的檢測。
文檔編號G01R31/00GK102735972SQ201210219160
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月20日 優先權日2012年6月20日
發明者張凱, 朱會強, 李珍琦, 楊林, 黃程波 申請人:西安空間無線電技術研究所