1MHz～18GHz超宽带电场探头分析

论文摘要

面对日益严重的电磁辐射,在实际工作中,需要有简单、准确的测量仪器进行电磁辐射测量以判定所检测区域是否满足相关标准,最终确定敏感区域人员的安全问题,这就使得研究电磁辐射测量仪器中的核心部件-电场探头变得至关重要。本文在前人研究的基础上对电场探头的原理进行了阐述,主要介绍了电场探头的结构及原理,对影响电场探头性能的天线部分以及传输线部分做了一些分析和仿真。针对电场探头应用的天线及检波电路进行了讨论,采用线性-非线性的分析方法对偶极子与检波二极管组成的检波电路进行了解析分析。鉴于微波二极管的特性,分别对大信号和小信号输入时两种情况进行了讨论。采用CST软件对这个电路进行了仿真,得到了比较好的频率响应。分析说明天线的尺寸影响了探头的带宽,二极管的各个参数影响了电场探头响应的平坦度和线性度。同时对传输线和微带线理论进行了阐述,进而采用等效电路的方法对电场探头的传输线进行了分析,重点分析了微带传输线在电场探头中的重要作用。最后,分别对电场探头的频率特性、全向性和线性度进行了讨论,提出了制作电场探头过程中应该注意的问题及选择元器件的原则。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 研究背景——电磁辐射污染
• 1.2.1 电磁辐射污染源
• 1.2.2 电磁辐射污染的危害
• 1.3 电磁辐射的测量仪器
• 1.3.1 非选频式宽带辐射测量仪
• 1.3.2 选频式辐射测量仪
• 1.4 电磁辐射测量的核心部件——电场探头
• 1.5 课题研究的方向及本论文的思路
• 第二章 电场探头原理分析
• 2.1 概述及电场探头的发展历史
• 2.2 电场探头的结构
• 2.3 电场探头的工作原理
• 2.4 电场探头的性能指标
• 2.4.1 各向同性
• 2.4.2 频率响应
• 2.4.3 线性度
• 2.5 场强值标定
• 2.6 小结
• 第三章 天线部分的分析
• 3.1 概述
• 3.2 对称振子的基本结构及理论分析
• 3.2.1 对称振子的理论分析
• 3.2.2 基于ANSOFT HFSS对称振子的特性仿真结果
• 3.2.3 二极管的选择
• 3.3 对称振子与二极管等效电路的分析
• 3.3.1 电场探头天线部分的等效电路及其分析方法
• 3.3.2 大信号输入时的性能分析与计算
• 3.3.3 小信号输入时的性能分析与计算
• 3.4 基于CST软件的天线部分的仿真结果
• 3.5 小结
• 第四章 电场探头传输线分析
• 4.1 传输线理论
• 4.1.1 传输线方程
• 4.2 传输线的特性参数
• 4.3 微带线分析
• 4.3.1 微带线的准TEM特性
• 4.4 电场探头的传输线分析
• 4.4.1 电场探头传输线的描述
• 4.4.2 电场探头对入射波的接收分析
• 4.4.3 电场探头传输线对入射波的散射分析
• 4.4.4 电场探头传输线作为低通滤波器分析
• 4.5 小结
• 第五章 电场探头整体性能分析
• 5.1 电场探头的整体性能介绍
• 5.1.1 频率响应特性分析
• 5.1.2 全向性分析
• 5.1.3 线性度分析
• 5.2 电场探头研制过程中应该注意的问题
• 5.3 小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间发表文章及科研情况