【虹科方案】如何提高电场探头测量精度?——各向同性的重要性(2)
各向同性的重要性
在 EMC 抗扰度测试期间电场探头测量精度仍然是一个重要的讨论主题。毕竟,探头是完整测试的基础,也是唯一且绝对的参考仪器,这一点就足够让 Raditeq的工程师开始研究这个主题。研究测试的初步结果是令人惊讶的。
围绕测量精度的讨论
许多年来,关于电场探头值得注意的新闻并不多。过去,探头行业标准的基础是工作频率高达1G的立方探头和工作频率高达40G的棒状探头。两种类型的探头都相对较大,且由电池供电。1999 年第一款激光驱动探头 RadiSense® 正式推出,问题也随之出现,人们发现探头的尺寸和形状对测量结果有巨大的影响,而且探头越小,测量结果就越精确,此外也发现了球形探头的测量更准确。另一个重要因素是探头相对于生成场的位置。柏林联邦物理技术研究院(PTB)的测量结果表明,取决于探头在生成场中的不同位置,测量元件(天线)与电子设备分离的棒状探头甚至可能会导致高达100% 的偏差。结果许多校准中心校准棒式探头时将电子设备置于校准设置之外,这当然与正规的 EMC 测量使用探头的方式不同。法国认证委员会 (COFRAC) 则关注到元件(天线)的数量以及如何校准传感器,同时一些用户也注意到,在同一个场景内使用相同的设置,不同型号的探头之间也会存在明显的测量差异。包括 Raditeq在内的一些供应商已将探头的设计更改为六个彼此对称放置的天线元件。尽管与旧版探头相比,这种变化带来了实质性的改进,但它也提醒了人们传感器各向同性会产生的影响,及研究此问题的重要性。
定制研究设施
作为对测量准确性讨论的回应,Raditeq 启动了一个关于传感器各向同性的研究项目,该项研究旨在更深入地了解导致这些测量误差的原因。研究的第一步是建造一个定制的特殊消声校准室。这个场景可以精确有效地测量电场探头的特性。同时使用特殊的 3D 打印部件,构建一个全自动系统来准确测量现场探头的各向同性表现,该系统可以达到半度的精度来定位现场探头。
在开始研究之前,对相关术语的定义很重要。本项目三个参数的定义如下:
各向同性响应
电场探头能够显示正确场级的水平,与探头相对于生成场的方向无关。
旋转对称性
电场探头能够显示正确场级的水平,与探头相对生成场围绕正交轴的旋转无关。进行旋转对称校准时,探头被放置在 54.7 度角下并旋转 360 度。这意味着每旋转120 度,其中的一个轴垂直于生成场。
场均匀性
是衡量消声室质量的指标。在高质量的腔室中,场强在大面积上是均匀的。场均匀性是通过进行符合EN61000-4-3 的 16 点校准来确定的。前两个定义都与现场探头有关,第三个定义则用于消声室。
在自动测量系统和 RadiMation 软件的帮助下,校准室中进行了大量的精确测量。此外,研究项目里还包含了各方的测量结果。
结果
测量得出了显著的结果。下图表明了不同类型的电场探头在完全相同的消声室中使用相同的测量系统(场强为 50 V/m)的结果。由图可知,在高于 3 GHz 的频率上会出现巨大的差异。比如说在 4 GHz 时,测量差异最高达到72 V/m ,最低达到 25 V/m,相差 47 V/m (5.5 dB)。这是一个值得研究的问题,当差异超过 12dB 时,真正生成的场是什么?
错误原因
在理想情况下,电场探头仅测量天线朝向探头直接路径的场强,然而在消声室中总是存在影响测试的反射。这些反射通过墙壁到达探头,并且也可能来自场景中的其他物体,例如 EUT。反射到达探头时的幅度和角度取决于许多参数,例如;腔室的大小、天线的位置和生成信号的频率。因此,反射的幅度和角度应被视为未知数。EN61000-4-3规定了可接受的误差标准,如果 16 个点中的 75%(例如 12 个点)在 1.5m x 1.5m 的正方形中落在 0 – +6 dB 的范围内,则场均匀性是合规的。6 dB 的误差意味着反射可能与直接信号一样强。对于 16 个点中剩余的 25%,场强以及因此产生的误差可能更高。因此,这些反射甚至可能比直接信号更强。
其他测量表明,具有较大各向同性偏差的电场探头会显示超过 10 dB 的测量误差。由于这些大的各向同性偏差,强反射信号将被记录成大的测量误差。因此,这个测量误差是不可忽略的!
一个错误的认知是,如果探头放置时其轴之一垂直于(极化)生成的场,则不会出现测量误差。这忽略了一个事实,反射是以完全随机且未知的角度到达探头的。
总不确定度的测量
以下公式显示了如何计算现场水平测量的总不确定度:
大多数这些对测量误差的贡献是众所周知的并且相对较小。此外,可以通过软件和硬件纠正这些系统误差。例如,因为频率响应经常被校正且实验室的温度相对恒定,所以对总不确定度影响最大的是探头的非各向同性表现。通过计算总不确定度的公式即平方根的和,也表明了具有最大相对值的参数对测量的总不确定度影响最大。
各项同性主导参数
在 16 点校准期间,人们可能会认为场强测量值偏差是由消声室造成的(实际上是由于不良的各向同性),因此又要花费不必要的高成本去改进这些消声室。抗扰度测试期间探头的不良或非各向同性也可能导致对EUT的错误评估。
结论
我们的研究表明,由于电场探头的非各向同性表现尚未得到充分认识或理解,它引起的误差比以前人们认为的要大得多。这些误差主要出现在 1 GHz 以上的频率范围内。目前,探头的各向同性误差未在1 GHz 的关键点以上的范围内指定。它表明各向同性误差对消声室和模式搅拌室中 EMC 抗扰度测试的准确性有相当大的影响。因此,必须在整个频率范围内指定电场探头的各向同性表现。
进一步的研究
该研究项目尚未在“mode-stir”场景或混响室中进行。这些场景生成的场很可能低于特定测试所需的场,因为在这些类型的场景中,反射在测量技术中起着关键作用,尤其是在“mode-stir”的情况下,它依赖于墙壁的反射,理应形成均匀分布的场。然而由于非各向同性的探头,这无法正确测量。需要进一步的研究来精确地测量这些偏差和误差。通过这些研究,这个假设最终会被证明或被推翻。
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
虹科是在各细分专业技术领域内的资源整合及技术服务落地供应商。在测试测量行业经验超过17年的高科技公司,虹科与世界知名的测量行业巨头公司Marvin Test、Pickering Interface, Spectrum, Raditeq等公司合作多年,提供领域内顶尖水平的基于PXI/PXIe/PCI/LXI平台的多种功能模块,以及自动化测试软件平台和测试系统,通用台式信号源设备,高速数字化仪,EMC和射频测试方案等。事业部目前已经提供覆盖半导体、3C、汽车行业的超过25个大型和超大型自研系统项目。我们的解决方案已在汽车电子、半导体、通信、航空航天、军工等多个行业得到验证。此外,我们积极参与半导体、汽车测试等行业协会的工作,为推广先进技术的普及做出了重要贡献。至今,虹科已经先后为全国用户提供了100+不同的解决方案和项目,并且获得了行业内用户极好口碑。
如果有对EMC测试的任何问题,欢迎联系我们。
【虹科方案】如何提高电场探头测量精度?——各向同性的重要性(2)相关推荐
- 【虹科方案】各向同性的重要性
►►► 各向同性行为,被遗忘的规范 EMC 测试实验室使用电场 (E-) 场探头来确定辐射抗扰度测试期间产生的电场强度. 电场探头可用来验证产生电场强度的值,同时也是唯一且绝对的参考.因此,电场探头的 ...
- 虹科方案 | 助力高性能视频存储解决方案-2
上篇文章<虹科方案 | 助力高性能视频存储解决方案-1>我们分享了虹科&ATTO 和 Avid 共同创建协作解决方案,助力高性能视频存储,今天我们再深入介绍一下我们的案例详情. 一 ...
- 虹科方案 | 虹科基于空口测试的新型5G毫米波测试方案
在3GPP R15已发布的V15.0.0版TS38.104规范中,首次出现了5G NR这一概念,NR是指New Radio,即新空口.根据标准,5G NR的频率范围被定义为不同的FR,分别为FR1与F ...
- 虹科方案|用 Western Digital 和ATTO技术优化 SMR 存储解决方案的大数据工作负载
一.引言 Western Digital 与 ATTO Technology 的长期合作基于对当今复杂企业环境的存储和数据基础设施需求的共同洞察.我们正在共同为用户准备迎接下一波性能挑战. 二.背景 ...
- 虹科方案|用Western Digital和ATTO技术优化SMR存储解决方案的负载
一.引言 Western Digital 与 ATTO Technology 的长期合作基于对当今复杂企业环境的存储和数据基础设施需求的共同洞察.我们正在共同为用户准备迎接下一波性能挑战. 二.背 ...
- 虹科方案| 助力高性能视频存储解决方案-1
虹科电子科技有限公司是ATTO技术公司在中国的官方合作伙伴.依附于我们十多年的客户积累和方案提供经验,虹科与 ATTO共同致力于为数据密集型计算环境提供网络和存储连接以及基础架构解决方案,为客户提供更 ...
- 虹科方案 | 不再为联网设备的安全问题提心吊胆
IIOT 物联网&数据安全挑战 随着工业物联网的推进,越来越多工业设备如工控机.网关.路由器.摄像头.办公电子设备和嵌入式系统等因应用需要被接入到网络中,同时带来了数据不安全的风险.这些联网设 ...
- 虹科方案 | 制药环境中冰箱温度记录的最佳实践——全集成温度监测系统
有效监测冰箱温度是药店.医疗中心和制药实验室的一项重要要求.保持准确的冰箱温度记录对所有储存处方药和疫苗的设施来说是必不可少的,但实现这一目标的最佳方法是什么? ● 制药机构需要在特定的温度下储存疫苗 ...
- 虹科方案 | 视频和广播专业人士的存储和存档解决方案
虹科HK & Overland-Tandberg 为所有视频和广播工作流阶段提供全面的数字媒体存储解决方案组合,包括创建.复制.传输.存储.保护和归档数据和内容. 一.后期制作工作流程 后期制 ...
最新文章
- 如何在 Windows 中检查计算机正常运行时间
- 希尔排序法对一维数组排序
- 在html中引入jQuery包的方法
- springboot项目自定义类在配置文件中的提示
- mysql 连接数的最大数
- 1810: Huffuman树(vector模拟)
- 实验八——函数定义及调用总结
- html框架有什么作用,使用HTML5+CSS+JS框架有那些好处
- 小程序复制指定内容到剪贴板
- SAP License:SAP 移动类型详解
- mysql +hive 安装
- cmd杀死MySQL进程命令
- conda install 等价与pip install -e .
- 宏观经济学考前主观大题汇总复习
- Matlab机器学习之SVM工具箱
- 黑盒测试与白盒测试的区别与方法
- offer收割者!Alibaba内部独家MySQL优化宝典横空出世,再也不用担心被面试官拦路了
- unity Inspector
- 看到这些让员工无处遁形专利,我麻了
- eclipse提示:“The superclass “javax.servlet.http.HttpServlet“ was not found on the Java“解决办法
热门文章
- 多因子模型之因子(信号)测试平台----计算因子值
- 主机插上网线,网卡灯死活不亮
- java 网络通讯用什么流_Java中打印流,网络通信协议,TCP通信的基础介绍
- 看机器学习如何驾驭光影:一键为照片增光添彩的“人像光效”
- java构造方法和普通方法区别
- mysql 查询用户密码
- Android bitmap合成图片
- 【HP Cloud Recovery+暗影精灵4】 换固态+恢复惠普原厂系统
- DID 起步:制 DID 若烹小鲜 教你六步生成自己的 DID | ArcBlock 博客
- 四川好的计算机单招专科学校,四川最好的单招学校有哪些?