虹科方案|如何使用虹科RadiSense電場探頭提高場強(qiáng)測(cè)量的準(zhǔn)確性

【虹科方案】各向同性的重要性——第一部分

【虹科方案】如何提高電場探頭測(cè)量精度？——各向同性的重要性（2）

一些電場探頭制造商反復(fù)強(qiáng)調(diào)速度，盡管速度在某些應(yīng)用中可能是一個(gè)重要因素，但準(zhǔn)確性始終是第一位的。在本文中，我們將一起探討這個(gè)主題。

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電場探頭的規(guī)格

Specifications of E-field probes

電場探頭有幾個(gè)參數(shù)，如測(cè)量范圍、頻率范圍、線性度、速度和各向同性（如前幾篇文章所介紹）。在實(shí)踐中，可以發(fā)現(xiàn)各向同性是整體測(cè)量不確定性的主要影響因素。該參數(shù)的影響可能非常大，甚至導(dǎo)致結(jié)果無法使用。這是一個(gè)非常重要的問題，因?yàn)殡妶鎏筋^是抗擾度測(cè)試所依賴的主要儀器且能測(cè)量輻射場的絕對(duì)值。它不僅用于進(jìn)行 EMC 抗擾度測(cè)試，而且在 16 點(diǎn) UFA 驗(yàn)證中用于驗(yàn)證電波暗室是否可用。需要注意的是，電場探頭的精度以兩種方式影響測(cè)試的準(zhǔn)確度。

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為什么要追求速度？

Why speed?

為什么將速度作為一個(gè)重要參數(shù)提出來？這是一個(gè)很好的問題，因?yàn)槊總€(gè)測(cè)試頻率通常需要 2 秒的停留時(shí)間，所以電波暗室中的 EMC 測(cè)量相對(duì)較慢。通常，每秒 50 個(gè)樣本的電場探頭測(cè)量速度是不會(huì)顯著降低整體測(cè)量速度的。那為什么需要更快的速度呢？在軍事、汽車或航空航天等一些應(yīng)用中，需要使用Mode-stir或混響室。與電波暗室不同，Mode-stir和混響室的墻壁、天花板和地板沒有被吸收器覆蓋且沒有均勻的區(qū)域。如果使用這種測(cè)試方法，將會(huì)有許多反射從室內(nèi)的各個(gè)方向到達(dá)探頭，所以需要電場探頭進(jìn)行快速的測(cè)量，以便在某個(gè)點(diǎn)建立穩(wěn)定的平均場。因此在這種情況下，每秒高達(dá) 1,000 個(gè)樣本的測(cè)量速度很常見。另一個(gè)應(yīng)用是雷達(dá)脈沖的實(shí)時(shí)測(cè)量。在這些應(yīng)用場景中，速度確實(shí)是一個(gè)重要因素。

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選擇速度還是穩(wěn)定性？

Speed or accuracy?

當(dāng)人們不能相信結(jié)果時(shí)，快速的測(cè)量有什么用呢？當(dāng)測(cè)量結(jié)果不可靠時(shí)，使用速度很高的探測(cè)也是沒有用的。因此第一個(gè)重點(diǎn)應(yīng)該是追求可靠和準(zhǔn)確的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)后，我們可以再將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到速度上。

一個(gè)例子

曾經(jīng)有兩個(gè)飛鏢選手，第一位選手效率極高，能夠在 5 秒內(nèi)投出三支飛鏢。不幸的是，投擲的飛鏢全都沒有擊中目標(biāo)。第二個(gè)選手的效率則要低得多，他用了 15 秒才投出三個(gè)飛鏢但他投擲的三個(gè)都達(dá)到了目標(biāo)。你會(huì)更喜歡哪位選手？答案很明顯是第二位選手，因此先追求有效性，再追求效率，先確保準(zhǔn)確性，再考慮速度。一旦達(dá)到準(zhǔn)確的測(cè)量目標(biāo)，就可以嘗試提高效率，而不是把過程反過來。

雖然這聽起來十分合乎邏輯，但是在 EMC 領(lǐng)域，研究焦點(diǎn)卻似乎集中在速度上，而不是思考測(cè)量是否取得了準(zhǔn)確的結(jié)果。尤其是電場探頭，制造商自豪地展示了令人印象深刻的測(cè)量速度，但卻未能正確指定各向同性表現(xiàn)，盡管該參數(shù)對(duì)測(cè)量精度具有決定性影響。下圖清楚地揭露了這一點(diǎn)，在 50 V/m 場強(qiáng)下，不同制造商的電場探頭在同一個(gè)電波暗室中產(chǎn)生的結(jié)果范圍在 25 和 105 V/m 之間。

很明顯在這些不準(zhǔn)確的情況下進(jìn)行的測(cè)量或 16 點(diǎn) UFA 校準(zhǔn)是沒有意義的。即使是測(cè)量速度能夠達(dá)到每秒數(shù)千次，但測(cè)量差值在這么寬的范圍內(nèi)波動(dòng)，這時(shí)誰會(huì)在乎速度呢？

Mode-stir和測(cè)量雷達(dá)脈沖的用戶會(huì)說速度對(duì)他們來說非常重要。雖然速度在這種情況下是一個(gè)重要因素，但問題是它會(huì)比準(zhǔn)確性更重要嗎？當(dāng)然在Mode-stir場景中，反射起著重要的作用，而且一切都與反射有關(guān)，這給電場探頭的各向同性表現(xiàn)帶來了額外的壓力。在這些場景中，不同場強(qiáng)的反射將同時(shí)從不同的角度到達(dá)探頭。在這種情況下，探頭的非各向同性表現(xiàn)會(huì)產(chǎn)生更不準(zhǔn)確的結(jié)果！

對(duì)于雷達(dá)應(yīng)用，速度是必需的，但各向同性也很重要。測(cè)量脈沖需要高速，但如果結(jié)果不準(zhǔn)確，高速測(cè)量有什么意義？在Mode-stir測(cè)試和雷達(dá)應(yīng)用中，必須在提高速度之前解決探頭各向同性表現(xiàn)的問題。

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結(jié)論

Conclusion

在所有的環(huán)境中，無論是電波暗室還是混響室，電場探頭的良好各向同性表現(xiàn)都是至關(guān)重要的。產(chǎn)生不可靠和不準(zhǔn)確結(jié)果的高速探頭是沒有用的。我們可以得出結(jié)論，準(zhǔn)確性總是先于速度。

END

虹科測(cè)試測(cè)量團(tuán)隊(duì)

虹科是在各細(xì)分專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的資源整合及技術(shù)服務(wù)落地供應(yīng)商。在測(cè)試測(cè)量行業(yè)經(jīng)驗(yàn)超過17年的高科技公司，虹科與世界知名的測(cè)量行業(yè)巨頭公司Marvin Test、Pickering Interface, Spectrum, Raditeq等公司合作多年，提供領(lǐng)域內(nèi)頂尖水平的基于PXI/PXIe/PCI/LXI平臺(tái)的多種功能模塊，以及自動(dòng)化測(cè)試軟件平臺(tái)和測(cè)試系統(tǒng)，通用臺(tái)式信號(hào)源設(shè)備，高速數(shù)字化儀，EMC和射頻測(cè)試方案等。事業(yè)部目前已經(jīng)提供覆蓋半導(dǎo)體、3C、汽車行業(yè)的超過25個(gè)大型和超大型自研系統(tǒng)項(xiàng)目。我們的解決方案已在汽車電子、半導(dǎo)體、通信、航空航天、軍工等多個(gè)行業(yè)得到驗(yàn)證。此外，我們積極參與半導(dǎo)體、汽車測(cè)試等行業(yè)協(xié)會(huì)的工作，為推廣先進(jìn)技術(shù)的普及做出了重要貢獻(xiàn)。至今，虹科已經(jīng)先后為全國用戶提供了100+不同的解決方案和項(xiàng)目，并且獲得了行業(yè)內(nèi)用戶極好口碑。