电磁兼容测试用的近场赋形天线制造技术

电磁兼容测试用的近场赋形天线主要包括接地板架（1）、极板（2）和接头（3）；极板（2）与接地板架（1）的接地板（10）垂直，极板（2）与接地板（10）构成天线的两个极；极板（2）在接地板（10）所在平面上的垂直投影（20）的长度高于最大工作波长的三分之一；极板（2）的辐射边缘（21）形状为逐渐张开的曲线；凹口（24）伸入极板（2）的内部，形成一个附加振子（25）。该天线尺寸小、重量轻、移动灵活，不仅便于使用，还降低对测试发射功率的要求，降低了测试装置的成本和测试运行成本，提高了垂直极化辐射场，提高了测试场强的均匀性，测试的重复性和可重复性。测试的重复性和可重复性。测试的重复性和可重复性。

【技术实现步骤摘要】
电磁兼容测试用的近场赋形天线


[0001]本技术涉及电磁兼容测试，尤其是电磁兼容测试用的近场赋形天线。

技术介绍

[0002]电磁兼容测试目的在于检验受试电气和电子产品或系统（统称为受试件）对外界电磁场的敏感度。试验中，发射天线需要在受试件的区域，产生一个频率满足测试标准要求的、场强均匀幅度满足要求的电磁场。按照测试标准ISO 11451
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2（道路车辆车辆对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法第2部分：车外辐射源法），测试用的场发生装置（发射天线）的工作频段是20MHz到18GHz。
[0003]在20MHz频率时，波长为15米，受试区域实际上是天线的近区，受试区域的电磁场是近场。近区的电磁场除了辐射场以外，还有感应场。但已有电磁兼容测试用的天线，其波束都是基于远区辐射场，没有考虑近区感应场对受试区域电磁场的影响，有时甚至只考虑驻波。
[0004]当测试工作频率比较高时，天线的尺寸小，可用的天线形式相对比较多。但工作频率比较低时，特别是在20MHz到220MHz频率范围内，可用的天线尺寸都很大。目前电磁兼容测试常用的对数周期宽带天线虽然理论上可用于任何频段、具有任意宽的工作频带，但受实际使用环境的限制，天线的尺寸不能很大，往往无法具备理论上的性能。通常测试使用的宽带对数周期天线的最低工作频率是80MHz，如果采用更大尺寸的宽带对数周期天线，使得天线的最低工作频率可以到20MHz，但这时对数周期天线振子尺寸很大，使其架设高度必须很高，常常会远高于受试件的高度。由于暗室空间限制，同时为了保证受试件所在的测试区域具有足够的测试场强，受试件离发射天线不能太远。当测试天线架设的很高的时候，虽然天线的主瓣方向与地面平行，但受试件位于地面且离天线很近时，受试件所在的测试区域很可能不在发射天线的主瓣范围，导致辐射功率密度下降。如果把对数周期宽带天线放的离受试件远一些，以避免这个问题，但这种做法不仅受暗室空间大小的限制而不一定可行，而且由于距离远，使得受试件所在的测试区域的辐射功率密度减小。此外天线架设高，在受试件的测试区域，天线经地面的反射波与天线直达波叠加，造成测试区域场强的不均匀，影响测试的充分性和测试结果的可重复性，影响测试精度。
[0005]另一方面，对数周期天线的两个振子臂（极板）相对放置，使得天线的尺寸比较大，也有采用金属接地板代替其中一个振子臂，但是通常要求的接地板的尺寸很大，不仅使得天线移动不变，还影响天线放置的灵活性。
[0006]通常为了减小天线的尺寸，在天线上刻槽，通过延长电流的流通路径，以降低天线的工作频率，但是这些天线没有针对受试区域电磁场的赋形作用，虽然其能够在低频使得天线的驻波符合要求，但是由于没有根据电磁场功率密度的要求对电流路径进行设计，路径不同部分的电流在受试区的电磁场相互抵消，使得天线的增益不高。不合理的电流路径还会导致产生了很多非垂直极化的电磁场，例如水平极化的电磁场。这些非垂直极化的电磁场虽然对电磁波功率密度和增益有贡献，由于地面对水平极化的负镜像作用，通常在受
试件附近比较弱，这些非垂直极化的电磁场对测试并没有贡献。

技术实现思路

[0007]技术问题:本技术提出了电磁兼容测试用的近场赋形天线，可以对受试区域的电磁场的波束和极化进行赋形，改善提高受试区域垂直极化电磁场的强度，而且解决天线尺寸大的问题，可以保证在低频和宽频带时天线具有好的驻波性能；此外，所需要的接地板尺寸小，没有馈电匹配网络或者巴伦；天线高度低，降低地面反射对受试件测试区域场强均匀性的不利影响，还使得位于地面的受试件，可以始终位于天线的主波束内。
[0008]技术方案：
[0009]本技术的电磁兼容测试用的近场赋形天线，其特征在于该天线包括接地板架、极板和接头；接地板架包括接地板和多个导轮；接地板和极板用导电性能好的材料制作；极板与接地板垂直，极板与接地板构成天线的两个极；在天线输入端，接头的内导体与极板连接，接头的外导体与接地板连接；极板在接地板所在平面上的垂直投影的长度低于最大工作波长的三分之一；极板包括输入端边缘、辐射边缘、近端垂直边缘、近端内凹边缘、近端斜边缘、远端垂直边缘、第一上边缘、第二上边缘和凹口；靠近天线输入端，极板有输入端边缘，其形状为直线，且与接地板平行；输入端边缘的一端在靠近接头处，与近端垂直边缘相连，输入端边缘的另一端与辐射边缘相连；辐射边缘形状为曲线；辐射边缘离接地板距离最近的一端与输入端边缘相连，辐射边缘的另一端与远端垂直边缘相连；辐射边缘到接地板的距离是渐变的，在辐射边缘与输入端边缘相连处，辐射边缘到接地板的距离最近，在辐射边缘与远端垂直边缘相连处，辐射边缘到接地板的距离最大；从辐射边缘与输入端边缘的相连处、到辐射边缘与远端垂直边缘的相连处，辐射边缘到接地板的距离越来越大；近端垂直边缘与接地板垂直，近端垂直边缘的一端与输入端边缘相连，其另一端与近端斜边缘相连，这两端之间有一个近端内凹边缘；远端垂直边缘形状是直线，其与接地板垂直，远端垂直边缘的近端与辐射边缘相连，远端垂直边缘的远端与第二上边缘相连；近端斜边缘的形状为直线；近端斜边缘的一端与近端垂直边缘相连、另一端与第一上边缘相连；近端斜边缘与第一上边缘相连点在接地板所在平面的垂直投影，位于近端垂直边缘在接地板所在平面的垂直投影与远端垂直边缘在接地板所在平面的垂直投影之间；第一上边缘与第二上边缘之间是凹口，凹口伸入极板的内部，使得极板的上部形成一个附加振子；接地板的表面是平面，工作时，接地板与地面电接触。
[0010]在凹口处，极板的边缘包括第一弧形边、第二弧形边和直线边；第一弧形边的一端与第一上边缘相连，另一端与第二弧形边相连，第一弧形边与第一上边缘的内夹角低于度；第二弧形边的一端与第一弧形边相连，另一端与直线边相连，第二弧形边与第一弧形边的内夹角是锐角；直线边的一端与第二弧形边相连，另一端与第二上边缘相连，直线边与第二弧形边的内夹角是锐角，直线边与第二上边缘的内夹角是钝角；改变近端内凹边缘的大小，使得天线的辐射场在受试件的测试区最大。
[0011]附加振子由近端斜边缘、第一上边缘和第一弧形边构成；根据垂直极化辐射场最大的要求，确定近端斜边缘与接地板的夹角、第一弧形边的形状和大小、第一上边缘到接地板的距离和长度。
[0012]导轮是可翻转的，工作时，导轮翻转到接地板上面，使得接地板与测试暗室地面保
持电接触；移动时，导轮翻转到接地板的下面，便于整个天线移动。
[0013]天线输入端处，输入端边缘到接地板的距离使得该处的特性阻抗为50欧姆。
[0014]辐射边缘的形状可以根据工作频带内匹配要求确定。
[0015]导轮使得天线易于移动，可以使得天线可以移动到最佳测试位置，大大方便了测试工作。工作时，导轮翻转到接地板的上面，使得接地板和测试暗室保持电接触，这样可以充分利用整个暗室地面用作天线的另一个极板，使得用较小的接地板面积，可以达到很大接地板的效果；在保证天线辐射性能的同时，降低了天线的高度，这样天线不仅可以离受试件很近，距离衰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电磁兼容测试用的近场赋形天线，其特征在于该天线包括接地板架（1）、极板（2）和接头（3）；接地板架（1）包括接地板（10）和多个导轮（11）；接地板（10）和极板（2）用导电性能好的材料制作；极板（2）与接地板（10）垂直，极板（2）与接地板（10）构成天线的两个极；在天线输入端（201），接头（3）的内导体（31）与极板（2）连接，接头（3）的外导体（32）与接地板（10）连接；极板（2）在接地板（10）所在平面上的垂直投影（20）的长度低于最大工作波长的三分之一；极板（2）包括输入端边缘（202）、辐射边缘（21）、近端垂直边缘（22）、近端内凹边缘（220）、近端斜边缘（221）、远端垂直边缘（23）、第一上边缘（241）、第二上边缘（242）和凹口（24）；靠近天线输入端（201），极板（2）有输入端边缘（202），其形状为直线，且与接地板（10）平行；输入端边缘（202）的一端在靠近接头（3）处，与近端垂直边缘（22）相连，输入端边缘（202）的另一端与辐射边缘（21）相连；辐射边缘（21）形状为曲线；辐射边缘（21）离接地板（10）距离最近的一端与输入端边缘（202）相连，辐射边缘（21）的另一端与远端垂直边缘（23）相连；辐射边缘（21）到接地板（10）的距离是渐变的，在辐射边缘（21）与输入端边缘（202）相连处，辐射边缘（21）到接地板（10）的距离最近，在辐射边缘（21）与远端垂直边缘（23）相连处，辐射边缘（21）到接地板（10）的距离最大；从辐射边缘（21）与输入端边缘（202）的相连处、到辐射边缘（21）与远端垂直边缘（23）的相连处，辐射边缘（21）到接地板（10）的距离越来越大；近端垂直边缘（22）与接地板（10）垂直，近端垂直边缘（22）的一端与输入端边缘（202）相连，其另一端与近端斜边缘（221）相连，这两端之间有一个近端内凹边缘（220）；远端垂直边缘（23）形状是直线，其与接地板（10）垂直，远端垂直边缘（23）的近端与辐射边缘（21）相连，远端垂直边缘（23）的远端（230）与第二上边缘（242）相连；近端斜边缘（221）的形状...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭鹏，周文龙，沈学其，范文远，沈伟杰，
申请(专利权)人：南京容向测试设备有限公司，
类型：新型
国别省市：