高性能近场测试电场探头和磁场探头研究进展

回顾了近场电场探头和磁场探头的发展脉络,介绍了国内外研究团队在近场探头研究方面的进展,并重点介绍了本团队在超宽带电场探头、磁场探头,高灵敏度谐振探头,有源电场探头、磁场探头等方面的研究成果。提出了电磁场探头的组合式一体化设计思想,并通过案例验证了其有效性,供从事近场测试的科研人员参考。     

只需少数元件的磁场探头

磁场计的流行名称是"高斯计",市场上各种牌子和型号,其价格使许多业余爱好者和工程师无法承受.本设计实例把一种常见的DMM(数字万用表)和单一半导体元件结合起来,以便测量磁通量密度和磁场强度.     

能谱分析系统探头分辨率下降原因的分析与探讨

能谱分析系统探头分辨率下降原因的分析与探讨张希顺（北京有色金属研究总院，北京１０００８８）探头是能谱分析系统的关键部件。探头性能好坏决定着能谱分析系统的分辨率和探测效率的高低。目前世界上探测器制造技术发展很快，最新推出能谱分析系统探头中所采用的晶体在...     

SAR测量中电场探头自由空间频率响应的校准

使用空气波导和TEM小室测试得到电场探头的频率响应数据,并与已溯源的标准场数据进行比较,分析了在自由空间环境中电场探头的频率响应及校准中的不确定度。结果表明,使用标准波导和TEM小室校准电场探头在自由空间环境中的频率响应的方法是可行的。     

小型化宽带蝶形微带天线的设计与仿真

传统形式上的微带贴片天线虽具有体积小、重量轻的特点,但窄带特性却制约了其工程应用的范围。在对曲边蝶形天线结构和特性理论分析的基础上,使用Ansoft公司的HFSS三维电磁场软件对其进行建模仿真,最终优化得出了在0.8～3.0GHz宽频带范围内都具有良好的辐射特性,且在工作带宽内VSWR<1.5的曲边蝶形微带天线,在小型化的基础上实现了微带天线的宽频带特性。     

MEMS永磁薄膜磁场的设计与仿真

由于在MEMS隧道磁阻微机械陀螺中需要一个较高磁场变化率的磁场,其检测模块主要是利用磁场的变化率对位移信息进行敏感,需要利用磁场的变化敏感质量块的位移,所以设计一个具有较高磁场变化率的磁场是十分有必要的。通过仿真分析,设计了一个MEMS隧道磁阻陀螺中应用的磁场,尺寸规格为500*500*20um,材料为钕铁硼,相对磁导率为1.18,表面剩磁为1.3T,充磁方向垂直于截面。在此设计规格下,永磁体选用面内方向作为检测方向,磁场的变化率最大可达到0.2 Oe/nm,并且在其他方向上磁场保持一定程度上的匀强,不对检测方向上的磁场产生干扰。     

电场探头校准及系统实现

电场探头是电磁辐射测量的关键仪表,为了保证测量结果的准确性,需要定期校准探头.依据IEEE 1309-2013规定的电场探头校准方法,中国信息通信研究院泰尔终端实验室搭建了频率范围9 kHz～40 GHz,场强范围0.5～800 V/m的电场探头自动化校准系统.利用系统对两款不同频段和场强范围的电场探头进行了校准,频率响应、场强和各向同性的校准结果证明了校准系统的可行性.系统校准能力获得CNAS(中国合格评定国家认可委员会)及NVLAP(美国国家实验室自愿认可程序)认可.     

工频电场抑制的在线式载电磁环境在线监测平台

由于电磁环境监测仪易受到工频电场干扰,导致监测结果不精准,为此,提出了工频电场抑制的在线式载电磁环境在线监测平台设计。监控服务器嵌入了独立的太阳能电源,避免了外部供电线缆的变形。采用OS-LF-01高频电磁场探头,避免湿度对测量结果的影响。利用射频识别数据采集器,实时采集数据,通过LED显示屏展示测量数据。用倒三角排列法计算工频电磁场,抑制磁场强度。将GPS定位与基站定位误差结合,对电磁干扰进行在线监测。由实验结果可知,该平台正常情况下监测结果为9 V/m,噪声干扰情况下监测结果为范围为7～9 V/m,与实际监测值9.266 V/m最接近,说明监测结果较为精准。     

微波ECR大面积磁场的模拟与设计

针对ECR大面积磁场的模拟和设计。在了解ECR磁场的构成的基础上,通过模型推理和实测修正得到小磁块的场强分布函数,进而得到叠加磁场的场强分布函数。然后通过编程,用软件实现对ECR大面积磁场的模拟,进一步优化了磁场的设计,证实该磁场可用于实现高质量ECR等离子体源。     

小型三维电场传感器设计与测试

目前电场传感器只能探测大气电场强度矢量一维或者二维方向分量,尚无法精确地反映空中电场强度大小。该文介绍一种结构新颖的小型三维空中电场传感器,由轴向(Z)和径向(X, Y)三路电场测量单元和驱动单元以及电路单元组成,用于探测电场强度的三维方向矢量。在地面实际测试中,传感器输出信号与电场强度的理论关系得到了验证,证明了三维电场传感器结构设计和检测方法的合理性。     

一种高频脉冲磁场测量装置的制作与应用

本文结合具体的高频脉冲磁场测量要求,设计制作了一种基于法拉第电磁感应原理的磁场测量装置,较为详细 地描述了设计思路和制作过程,并对一空芯脉冲变压器中频率为20k-30kHz,幅值约为0.01-0.02T 的磁场信号进行了测量, 给出了测量得到的变压器内部磁场时空分布的实验结果,测量结果与软件模拟结果基本一致,能够较为准确的反映待测 磁场的时空分布。     

交变磁场传感器法拉第屏蔽的研究

为了更有效的接收所需信号,我们除了进一步提高传感器本身的性能外,还要消除一些不必要的干扰.在检测低频交变磁场而且磁场信号极其微弱时,首先要选用高性能的交变磁场传感器将交变磁场信号转换为电信号,然后采用一系列的选频放大等电子技术,这样在两者之间就会产生不必要的电场耦合,影响对有用信号的准确测量,为了阻断该电场耦合,对交变磁场传感器采用法拉第屏蔽是不可或缺的重要环节.     

一种新型径向磁浮轴承结构设计与磁场计算

在传统径向电磁轴承中,由于各电磁铁之间磁路相通而使磁场存在相互耦合,这将影响转轴的控制精度和动态响应,为此,提出一种新型的磁铁结构,解决了磁路耦合问题,并缩短了磁路长度.此外,当转子旋转时,磁场极性变化将使转子中产生涡流,此涡流将改变电磁轴承气隙回路中的磁场.利用ANSYS有限元分析软件,以实验样机系统为例,进行了相应的分析和计算.结果表明,随着转速的增加,涡流场将向磁极的后缘和表面集中,电磁吸力减小,而磁阻力增加.实际应用中应尽量选择相对磁导率较大而电导率较小的转子材料.     

一种新型的磁悬浮轴承磁场均匀性测试仪

设计了一种由微处理器控制的新型的磁悬浮轴承均匀性测试仪,采用集成霍尔传感器获得磁感应强度的信号,采用AD574完成信号的采集,微处理器采用STC89C51X系列,对测量的结果进行采用独立的模块进行显示和存储。由于霍尔传感器和放大器均为线性元件,整个系统的线性度较高,测量误差可以控制在测量最大值的2%左右。     

外加电场和磁场对太赫兹辐射产生的影响

通过对半导体太赫兹发射极在有和没有外加电场和磁场作用下发射光谱的测量。说明了外加电场和磁场对太赫兹电磁辐射的产生具有增强作用。采用反射式发射极在飞秒激光作用下辐射太赫兹脉冲的装置，同时利用电光取样方法探测太赫兹电场，得到了这些发射极的时域发射光谱，并通过快速傅里叶变换(FFT)得到了相应的频域光谱。实验表明，太赫兹时域发射光谱和频谱在外加电场、磁场作用下都有增强，但是所发射的频率成分和带宽都没有改变。借助于经典电磁理论的定性分析，认为太赫兹发射光谱在外加电场、磁场作用下的增强起源于半导体中载流子的加速运动受外加电场和磁场的影响。     

非均匀磁场扫描的磁滞曲线测量方法的研究

对于软磁材料,用振动样品磁强计测量其基本磁性参数时,因饱和时的外加磁场远大于软磁材料饱和时的矫顽力,常常会因测量饱和磁化强度Ms而不能保证测量矫顽力Hc的一定精度。文章提出应用非均匀磁场扫描的方法实现饱和时的饱和磁化强度Ms和矫顽力Hc的精密测量。     

基于边缘电流逼近法近远场变换中的探头补偿

对探头H面方向图,国内使用的E面电场积分法,在天线的远区副瓣引入较大误差。针对这种情况,提出一种新的基于边缘电流逼近法的探头方向图应用。通过在微波暗室对某频段天线进行实验测试,分别用国内传统的E面电场法与新方法进行计算比较。结果表明,此方法大大的改善了副瓣精度,基本达到了国际先进水平,为国内高精度测试打下了坚实的基础。     

大带宽集成光学电场传感器的频率响应特性分析

采用马赫-曾德尔光波导干涉仪与锥形天线阵列,研制了基于铌酸锂（LiNbO3）结构、可用于电力电场测量的大带宽电场传感器,并通过实验对传感器性能进行了测试。结果表明,该传感器在10kHz～18GHz的大带宽范围内,频响特性波动小于±10dB,最小可测电场强度达到0.4V/m,可测量场强达103V/m的纳秒脉冲电场。