(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010530764.7
(22)申请日 2020.06.11
(71)申请人 中国人民解放军军事科学院国防工
程研究院工程防护研究所
地址 471023 河南省洛阳市洛龙区龙门西
山路3号院
(72)发明人 熊久良 黄刘宏 李跃波 张耀辉
杨杰 何为 潘征
(74)专利代理机构 石家庄轻拓知识产权代理事
务所(普通合伙) 13128
代理人 黄辉本
(51)Int.Cl.
G01R 29/08(2006.01)
G01R 1/04(2006.01)
(54)发明名称
法
(57)摘要
本发明公开了一种简易的场均匀性测试装
置及其测试方法，测试装置包括一对固定夹具、
实现对场均匀性测试。本发明中试装置配套材料易于获
取，费用低廉，避免了外加动力的需求，并避免了
测试装置自身对外界电磁环境的影响，调试安装
方便，易于拆卸、组装和放置，对辐射场空间无限
制，适用性强；基于该测试设备的测试方法，科学
合理，步骤清晰，
操作性强。权利要求书2页 说明书6页 附图2页CN 111551794 A 2020.08.18
C N 111551794
A
1.一种简易的场均匀性测试装置，其特征在于包括一对固定夹具（1）、探头（6）以及四个定滑轮（2），其中两个定滑轮（2）固定于固定夹具（1）上，另外两个定滑轮（2）通过固定柱
（4）与地面（15）固定，一对所述固定夹具（1）设置于辐射天线支撑架上，四个所述定滑轮（2）由牵引线（3）依次穿过，牵引线（3）两端由靠近地面的两个定滑轮（2）紧固绷紧，位于固定夹具（1）上两个定滑轮（2）之间的牵引线（3）中段通过定滑轮固定线（8）悬挂小定滑轮（18），所述小定滑轮（18）由托盘牵引线（9）穿过，托盘牵引线（9）一端悬挂探头托盘（5），另一端固定在固定柱（4）上，所述探头托盘（5）内中心位置设置探头（6）。 2.根据权利要求1所述的一种简易的场均匀性测试装置，其特征在于所述固定夹具（1）为空心半圆柱形的两片尼龙板对称扣合而成，形成的空心圆柱与辐射天线支撑架固定，所述尼龙板的下端通过固定螺丝（16）以及定滑轮支撑板（17）与定滑轮（2）连接。
3.根据权利要求1所述的一种简易的场均匀性测试装置，其特征在于所述辐射天线支撑架上设置多组所述测试装置，测试装置中的牵引线（3）布置方向与辐射天线（13）垂直，且牵引线（3）带动探头（6）在辐射天线支撑架间无障碍移动。
4.一种场均匀性测试测试方法，其特征在于所述测试方法基于权利要求1所述的测试装置，包括如下步骤：
对模拟器辐射场环境进行模拟，初步确定均匀区域大小；
考虑辐射场模拟器结构对称性、均匀区域分布一般规律和步骤（1）中的仿真结果，实际测试中以平行段正中心为中心点划定立方体区域，并以沿辐射场传播方向为对称面，拟定预测试点位置，并考虑测试装置的移动方便性，对测试点位置进行顺序编号；
安装三组场均匀性测试装置，一组安装在中心位置，一探头固定放置在立方体区域中心，第二组安装在立方体区域前方平面，第三组安装在立方体区域后方平面；
按照步骤（2）中预定的测试点位置，将一个测试探头安装于步骤（3）中对应的立方体区域前方平面一组测试装置的探头托盘中，通过调整牵引线以调整探头在宽度方向的位置，通过调整托盘牵引线以调整探头在高度方向的位置，最终完成此平面内所有拟测试位置的场强；
将步骤（4）中的探头更换到立方体区域中心位置平面所在的一组测试装置的探头托盘中，采用步骤（4）相同的方法完成此平面内所有拟测试位置的场强；
将步骤（4）中的探头更换到立方体区域后方平面对应的一组测试装置的探头托盘中，采用步骤（4）相
同的方法完成此平面内所有拟测试位置的场强；
综合比较分析步骤（4）~（6）所记录下的试验数据，分析确定辐射场均匀性能。5.根据权利要求4所述的一种场均匀性测试测试方法，其特征在于所述步骤（3）中，固定放置在立方体区域中心的探头整个测试过程中位置不移动，作为标准测试结果。
6.根据权利要求4所述的一种场均匀性测试测试方法，其特征在于所述步骤（4）~（6）中，每个测试位置的重复试验次数不得少于3次。
7.根据权利要求4所述的一种场均匀性测试测试方法，其特征在于所述步骤（10）中，每个测试位置的场值以多次重复试验结果的平均值作为该测试位置的实测值。
8.根据权利要求4所述的一种场均匀性测试测试方法，其特征在于所述步骤（10）中，最终辐射场均匀性分析方法瞬变电磁场的场均匀性校准方法进行分析。
9.根据权利要求4所述的一种场均匀性测试测试方法，其特征在于所述步骤（10）中，最
终辐射场均匀性以不均匀度来表征，不均匀度计算时以测试区域内所有测试位置的平均值
为参考，计算各个测试值与平均值偏差，计算公式为，为测试区域的平均值，E为测试值，以最高值作为测试区域场不均匀度。
一种简易的场均匀性测试装置及其测试方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种简易的场均匀性测试装置及其测试方法，属于电磁环境测试技术领域。
背景技术
[0002]为有效模拟电磁环境，通常需要建立相应指标的模拟器。模拟器辐射场环境是否满足试验需求，需要进行前期的测试和校准。其中，场均匀性测试是模拟器辐射场环境指标确定和试验的前提。目前，国内外对场均匀性测试都有相应的测试标准，通常采用同一垂直平面内的9点或16点测试位置的测试结果评价辐射场均匀性。
[0003]为准确评价场均匀性，对场均匀性测试设备和方法提出了较高的要求。首先，测试设备在辐射场区应尽量减小设备自身对场环境的影响，这就要求设备为非金属，且对场的影响尽量小；其次，不论采用几个测试点进行测试，都需要保证各个测试点测试结果的准确性，并且后续均匀性评价时也需要采用一定的数据处理方法以减小评估误差。为解决以上问题，多项专利在场均匀性测试设备或校准方法方面
开展了研究。
[0004]专利《一种测试天线辐射场均匀性的自动测试装置，申请号CN201720652440.4》提出了一种测试天线辐射场均匀性的自动测试装置，利用可伸缩的定位杆调整测试距离，将测试探头固定在定位杆上。在测试截面上设置有若干个用于测试的探头，其中中心探头与发射天线处于同一轴线，其他每一个探头沿着测试截面的轴向可以移动，使得探头的测试位置变化，从而实现不同位置场的测试。专利《场均匀性校准支架，申请号CN201720774643.0》提出了一种场均匀性校准支架，通过设置不同的支杆插槽和探头连接槽改变测试位置，每测试一个测试点只需要将场强探头连接于对应的探头连接槽。这种装置定位准确，减少了定位和测试的时间，减少了测量的不确定性因素，提高了测试的可重复性，提高了测试效率。专利《具有场均匀性功能的测试架，申请号CN201210456015.X》提出了一种具有场均匀性功能的测试架，通过在多个横向连接结构上设有用于测量的场强探头进行同时测试，其测试架拆分成几个部分，便于携带，组装后形成一个面，测试过程中测试架不再移动，能精确的完成测试要求，同时节省测试时间。专利《用于快速校准瞬变电磁场场均匀性的新型系统，申请号CN201220430226.1》提出了一种用于快速校准瞬变电磁场场均匀性的新型系统，不仅能够用于支撑和固定探头，而且能够用于调节探头的位置和角度，对瞬变电磁场场均匀性的校准速度明显加快，对探头的位置和角度的调整精度高。专利《瞬变电磁场的场均匀性的校准方法，申请号CN201210209542.0》提出了一种瞬变电磁场的场均匀性的校准方法，通过选定一个参考点和多个测量点，测试计算测量点的归一化场强值，从而得到场均匀性评价指标。
[0005]以上多项公开专利中提出的场均匀性测试装置或方法都在一定程度上解决了前述的两个问题，提高了测试准确度。然而在实际使用过程中还存在以下几个方面的问题：（1）目前提出的场均匀性测试装置一般为可移动可伸缩的天线支架，涉及固定杆、移动杆、伸缩杆、定位环、转盘等辅助设备，结构复杂，且各个辅助设备的调整一般都需要前期计
算好相应的测试位置并配套调整，保证各个辅助设备处于规定位置，调整起来也较为繁琐；
（2）由于结构复杂，前期的设备加工和安装费时费力，并且费用也较高；
（3）考虑到尽量减小测试设备自身对场环境的影响，多数专利中提供的测试设备一般为尼龙或聚四氟乙烯材料。但实际上即使采用上述材料，其材料本身对辐射场环境也有一定的影响，特别是在室外测试中，由于环境影响若导致测试设备出现潮湿等现象时，测试设备对辐射场的影响更为严重和明显；
（4）目前公开专利中提供的测试设备多适用于室内，且要求辐射场空间不能太大，否则为适应大尺寸（如平行段为15m×15m×10m（长×宽×高））模拟器场测试空间需求，上述专利中提出的测试设备将需要非常大的尺寸，不仅费用较高、移动不方便而且设计和加工都较为困难，甚至难以实现。
发明内容
[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种简易的场均匀性测试装置及其测试方法，该测试装置配套材
料易于获取，费用低廉，避免了外加动力的需求，并避免了测试装置自身对外界电磁环境的影响，调试安装方便，易于拆卸、组装和放置，对辐射场空间无限制，适用性强；基于该测试设备的测试方法，科学合理，步骤清晰，操作性强，适用于开展各类辐射场环境空间场均匀性测试相关研究工作。
[0007]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种简易的场均匀性测试装置，其特征在于包括一对固定夹具、探头以及四个定滑轮，其中两个定滑轮固定于固定夹具上，另外两个定滑轮通过固定柱与地面固定，一对所述固定夹具设置于辐射天线支撑架上，四个所述定滑轮由牵引线依次穿过，牵引线两端由靠近地面的两个定滑轮紧固绷紧，位于固定夹具上两个定滑轮之间的牵引线中段通过定滑轮固定线悬挂小定滑轮，所述小定滑轮由托盘牵引线穿过，托盘牵引线一端悬挂探头托盘，另一端固定在固定柱上，所述探头托盘内中心位置放置探头。
[0008]在上述方案的基础上，所述固定夹具为空心半圆柱形的两片尼龙板对称扣合而成，形成的空心圆柱与辐射天线支撑架固定，所述尼龙板的下端通过固定螺丝以及定滑轮支撑板与定滑轮连接。
[0009]在上述方案的基础上，所述辐射天线支撑架上设置多组所述测试装置，测试装置中的牵引线布置方向与所述辐射天线垂直，且牵引线带动探头在辐射天线支撑架间无障碍移动。
[0010]一种场均匀性测试测试方法，其特征在于所述测试方法基于权利要求1所述的测试装置，包括如下步骤：
（1）对模拟器辐射场环境进行模拟，初步确定辐射场均匀区域大小；
（2）考虑辐射场模拟器结构对称性、均匀区域分布一般规律和步骤（1）中的仿真结果，实际测试中以平行段正中心为中心点划定立方体区域，并以沿辐射场传播方向为对称面，拟定预测试点位置，并考虑测试装置的移动方便性，对测试点位置进行顺序编号；
（3）安装三组场均匀性测试装置，一组安装在中心位置，一探头固定放置在立方体区域中心，第二组安装在立方体区域前方平面，第三组安装在立方体区域后方平面；
（4）按照步骤（2）中预定的测试点位置，将一个测试探头安装于步骤（3）中对应的立方
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