虹科方案|如何使用虹科RadiSense電場探頭提高場強測量的準確性

【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量精度？——各向同性的重要性（2）

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

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電場探頭的規(guī)格

Specifications of E-field probes

電場探頭有幾個參數(shù)，如測量范圍、頻率范圍、線性度、速度和各向同性（如前幾篇文章所介紹）。在實踐中，可以發(fā)現(xiàn)各向同性是整體測量不確定性的主要影響因素。該參數(shù)的影響可能非常大，甚至導致結(jié)果無法使用。這是一個非常重要的問題，因為電場探頭是抗擾度測試所依賴的主要儀器且能測量輻射場的絕對值。它不僅用于進行 EMC 抗擾度測試，而且在 16 點 UFA 驗證中用于驗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試的準確度。

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為什么要追求速度？

Why speed?

為什么將速度作為一個重要參數(shù)提出來？這是一個很好的問題，因為每個測試頻率通常需要 2 秒的停留時間，所以電波暗室中的 EMC 測量相對較慢。通常，每秒 50 個樣本的電場探頭測量速度是不會顯著降低整體測量速度的。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。如果使用這種測試方法，將會有許多反射從室內(nèi)的各個方向到達探頭，所以需要電場探頭進行快速的測量，以便在某個點建立穩(wěn)定的平均場。因此在這種情況下，每秒高達 1,000 個樣本的測量速度很常見。另一個應用是雷達脈沖的實時測量。在這些應用場景中，速度確實是一個重要因素。

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選擇速度還是穩(wěn)定性？

Speed or accuracy?

當人們不能相信結(jié)果時，快速的測量有什么用呢？當測量結(jié)果不可靠時，使用速度很高的探測也是沒有用的。因此第一個重點應該是追求可靠和準確的結(jié)果，實現(xiàn)這一點后，我們可以再將研究重點轉(zhuǎn)移到速度上。

一個例子

曾經(jīng)有兩個飛鏢選手，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。第二個選手的效率則要低得多，他用了 15 秒才投出三個飛鏢但他投擲的三個都達到了目標。你會更喜歡哪位選手？答案很明顯是第二位選手，因此先追求有效性，再追求效率，先確保準確性，再考慮速度。一旦達到準確的測量目標，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 領域，研究焦點卻似乎集中在速度上，而不是思考測量是否取得了準確的結(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)對測量精度具有決定性影響。下圖清楚地揭露了這一點，在 50 V/m 場強下，不同制造商的電場探頭在同一個電波暗室中產(chǎn)生的結(jié)果范圍在 25 和 105 V/m 之間。

很明顯在這些不準確的情況下進行的測量或 16 點 UFA 校準是沒有意義的。即使是測量速度能夠達到每秒數(shù)千次，但測量差值在這么寬的范圍內(nèi)波動，這時誰會在乎速度呢？

Mode-stir和測量雷達脈沖的用戶會說速度對他們來說非常重要。雖然速度在這種情況下是一個重要因素，但問題是它會比準確性更重要嗎？當然在Mode-stir場景中，反射起著重要的作用，而且一切都與反射有關，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，不同場強的反射將同時從不同的角度到達探頭。在這種情況下，探頭的非各向同性表現(xiàn)會產(chǎn)生更不準確的結(jié)果！

對于雷達應用，速度是必需的，但各向同性也很重要。測量脈沖需要高速，但如果結(jié)果不準確，高速測量有什么意義？在Mode-stir測試和雷達應用中，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)都是至關重要的。產(chǎn)生不可靠和不準確結(jié)果的高速探頭是沒有用的。我們可以得出結(jié)論，準確性總是先于速度。

END

虹科測試測量團隊

虹科是在各細分專業(yè)技術領域內(nèi)的資源整合及技術服務落地供應商。在測試測量行業(yè)經(jīng)驗超過17年的高科技公司，虹科與世界知名的測量行業(yè)巨頭公司Marvin Test、Pickering Interface, Spectrum, Raditeq等公司合作多年，提供領域內(nèi)頂尖水平的基于PXI/PXIe/PCI/LXI平臺的多種功能模塊，以及自動化測試軟件平臺和測試系統(tǒng)，通用臺式信號源設備，高速數(shù)字化儀，EMC和射頻測試方案等。事業(yè)部目前已經(jīng)提供覆蓋半導體、3C、汽車行業(yè)的超過25個大型和超大型自研系統(tǒng)項目。我們的解決方案已在汽車電子、半導體、通信、航空航天、軍工等多個行業(yè)得到驗證。此外，我們積極參與半導體、汽車測試等行業(yè)協(xié)會的工作，為推廣先進技術的普及做出了重要貢獻。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目，并且獲得了行業(yè)內(nèi)用戶極好口碑。