一种电磁兼容测试中增大有效动态范围的方法

摘要

本发明公开一种电磁兼容测试中增大有效动态范围的方法。包括：对测试试验所需设备初始化；对天线输出的信号扫频得到天线输出电压曲线；得到输出电压的最大值；计算频谱仪动态范围与输出电压的最大值之差a，把天线系数曲线的最大值记为b；若a＞b，把修正系数写入频谱仪；若a＜b，把天线系数减去(b－a)后再写入频谱仪，频谱仪扫频后得到待测场强的频谱曲线。将频谱仪扫频得到的数据导出到电脑进行数据补偿，得到真实的场强频谱曲线。本发明通过调整天线系数，保证能够在频谱仪上显示待测场强的频谱曲线不会超过频谱仪的动态范围，频谱仪上显示的频谱曲线与待测场强真实的频谱曲线只是在整体上差一个(b－a)值，而在外观上没有差别，从而测试人员可以实时观测到待测场强的频谱。

说明书

技术领域

本发明涉及电磁兼容测试技术领域，具体地说，是指一种电磁兼容测试中增大有效动态范围的方法。

背景技术

频谱仪的动态范围是指同时可测的最大与最小信号的幅度之比。通常指从不加衰减时的最佳输入信号电平起，一直到最小可用的信号电平为止的信号幅度变化范围。

在电磁兼容测试中，天线、电流探头等作为接收设备需要通过频谱仪或者接收机来监测其值，而频谱仪通过电脑用软件控制。因为天线输出端输出的并不是真实的场强值而是电压值，所以频谱仪接收到的信号并不是天线、探头处的场强值。为了获得相应的电场、磁场的真实值，需要对频谱仪接收到的数据进行修正，即需要对频谱仪加入天线系数。天线系数AF的定义为

$\mathrm{AF}(\mathrm{dB}/m)=20\lg \frac{E}{V}=E(\mathrm{dB\mu V}/m)-V\left(\mathrm{dB\mu V}\right)---\left(1\right)$

因为天线系数有时比较大，修正后的测试数据值可能超过频谱仪的有效动态范围，即电场、磁场的真实值大于频谱仪的测量范围，造成频谱仪过载的假象，频谱仪不能正常显示修正后的场强频谱。

如果对测试的数据不加修正，频谱仪的测量数值一般不会超过动态范围。但这种情况下频谱仪显示的信号频谱不是电磁场的频谱，而是天线输出端的电压信号的频谱。由于修正系数随着频率是变化的，所以这种情况下频谱仪上测得的电压信号频谱曲线与电磁场频谱曲线有很大差异，从而不能在频谱仪上实时观测到待测场强的频谱。

发明内容

本发明针对现有技术的缺点，提供一种电磁兼容测试中增大有效动态范围的方法，在保证不超过频谱仪的动态范围的同时，有效显示待测电磁场的频谱曲线。

本发明通过如下步骤来实现：

步骤1：对测试试验所需设备频谱仪源等进行初始化；

步骤2：通过频谱仪对天线输出的信号扫一遍频，得到天线输出电压曲线；

步骤3：通过输出电压曲线，得到输出电压的最大值。计算求得频谱仪动态范围最大值与输出电压的最大值之差，记为a，把天线系数曲线的最大值记为b；

步骤4：如果a＞b，把天线系数写入频谱仪；如果a＜b，把天线系数减去(b-a)后再写入频谱仪(所有频点的修正系数减去同一个值)，频谱仪扫频后得到待测场强的频谱曲线。

步骤5：将频谱仪扫频得到的数据导出到电脑，如果a＞b，这时得到数据已经是场强的真实频谱，不补偿；如果a＜b，对场强的频谱曲线进行补偿，即加上(b-a)，得到真实的场强频谱曲线。

本发明在优点在于：通过调整天线系数，保证在频谱仪上显示的待测场强的频谱曲线不会超过频谱仪的动态范围。频谱仪上显示的频谱曲线与待测场强真实的频谱曲线只是在整体上差一个(b-a)值，而在外观上没有差别，从而测试人员可以实时观测到待测场强的频谱。

附图说明

图1为本发明流程图；

图2为实施例中所使用天线的天线系数曲线；

图3为实施例中步骤2得到的电压曲线；

图4为实施例步骤4中频谱仪扫频得到的场强频谱图；

图5为实施例步骤5中对场强的频谱曲线进行补偿后得到的真实的场强频谱曲线；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

电磁兼容测试试验中，在对测试试验所需设备频谱仪源等进行初始化后，要将天线系数写入频谱仪中以对所要测得信号值进行修正得到场强信号，但这样可能造成频谱仪过载。针对这种问题，本发明对上述的天线系数进行调整后再写入频谱仪，从而保证频谱仪的有效显示。最后再对导出的数据进行补偿，得到真实的场强信号频谱曲线。本发明所述的增大频谱仪有效动态范围的方法，通过如下具体步骤来实现，流程如图1所示：

步骤1：对测试试验所需设备频谱仪源等进行初始化；

步骤2：通过频谱仪对天线输出的信号扫一遍频，得到天线输出电压曲线；

步骤3：通过输出电压曲线，得到输出电压的最大值，计算求得频谱仪动态范围最大值与输出电压的最大值之差，记为a，把天线系数曲线的最大值记为b；

步骤4：如果a＞b，用天线系数曲线对输出电压曲线修正后得到的电磁场频谱曲线不会超过频谱仪的有效动态范围，可直接通过天线系数对输出电压进行修正，频谱仪扫频后得到待测场强的频谱曲线；如果a＜b，用天线系数曲线对输出电压曲线修正后得到的电磁场频谱曲线会超过频谱仪的动态范围，则通过修正天线系数来调整，通过调整后的天线系数对输出电压进行修正，频谱仪扫频后得到待测场强的频谱曲线。

具体调整天线系数的方法为：把天线系数减去(b-a)，减去(b-a)的原因是直接通过天线系数对输出电压进行修正，会使频谱仪产生的最大过载为(b-a)。

步骤5：将频谱仪扫频得到的数据导出到电脑，如果a＞b，这时得到数据已经是场强的真是频谱，不补偿；如果a＜b，对场强的频谱曲线进行补偿，即加上(b-a)，得到真实的场强频谱曲线。

实施例

下面的实验中所使用的频谱仪动态范围是7dBμV至120dBμV(80dB显示)，天线系数曲线如图2，把天线系数曲线的最大值记为b＝80dBpT/μV，根据如下步骤进行频谱仪的有效动态范围调节：

步骤1：对测试试验所需设备频谱仪源等进行初始化；

步骤2：通过频谱仪对天线输出的信号扫一遍频，得到天线输出的电压曲线如图3所示；

步骤3：通过输出电压曲线，得到输出电压的最大值为80dBμV，计算求得频谱仪动态范围最大值120dBμV与输出电压的最大值80dBμV之差为a＝40dB；

步骤4：因为a＜b，对天线系数进行调整，天线系数的最大值减去(b-a)＝40dBpT/μV，通过调整后的天线系数对输出电压进行修正，频谱仪扫频后得到待测场强的频谱曲线如图4所示，可以看出这时频谱仪不过载；

步骤5：将频谱仪扫频得到的数据导出到计算机，步骤4对天线系数做了调整，因此需要对数据进行补偿，将场强的频谱曲线上所有频点加上40dB，得到最终的场强频谱曲线，如图5所示，场强频谱曲线完整的显示在频谱仪有效动态范围内。