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CN103105541A - 一种用于检测电磁干扰辐射性能的近场探头及其使用方法 - Google Patents

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CN103105541A
CN103105541A CN2013100361734A CN201310036173A CN103105541A CN 103105541 A CN103105541 A CN 103105541A CN 2013100361734 A CN2013100361734 A CN 2013100361734A CN 201310036173 A CN201310036173 A CN 201310036173A CN 103105541 A CN103105541 A CN 103105541A
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武帅
王昌雷
田晓光
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Abstract

本发明提供一种用于检测电磁干扰的辐射性能的近场探头，包括电场/磁场感测器、光电转换模块及光纤，电场/磁场感测器包括三孔光纤插芯、三个不同极化方向的电光/磁光晶体、护套管，光电转换模块引出的三根光纤经由三孔光纤插芯分别与三个不同极化方向的电光/磁光晶体相连，光电转换模块包括激光器、1×3光纤分束器、三个光电探测器、三个光纤环形器、三个光纤偏振控制器和三个射频输出接口。本发明还提供一种上述近场探头的使用方法。本发明的优点在于：无需外接光源和光电探测器，通过传统射频输出接口输出，测量和使用方式与现有电磁干扰测量系统兼容，可以直接替换电学探头进行电磁干扰测试。

Description

一种用于检测电磁干扰辐射性能的近场探头及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种用于检测电磁干扰辐射性能的近场探头及其使用方法，属于电磁场近场测量领域。
背景技术
电磁干扰是电磁兼容领域的一个重要内容，随着电子产品的主频越来越高、布线密度越来越大以及多电平和地分割技术的使用，电路板上存在着大量的辐射干扰。为从设计源头上解决产品的电磁干扰问题，就需要对电路板的电磁干扰的空间分布进行测量，这就需要用到电磁场的近场测量技术。传统近场探头多采用电学方法，在带宽、抗干扰能力以及侵入性测量等方面存在缺陷。为克服上述问题，已经有采用电光/磁光材料的光学电磁场测量装置。如专利CN201080029283.2所述的一种电场/磁场探头，利用激光进入到材料中并且材料的折射率对应于电场/磁场的强度而变化的特性，通过对光信号的测量可以得到相应电场/磁场的信息。该技术在拓展探头带宽，提高测量空间分辨率方面有巨大优势，应用前景广阔。但该技术目前的问题在于，探头前端感测区结构复杂，不稳定因素多，测量不确定性大；需外接激光器和光电探测器，与现有近场测量系统的兼容性差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于检测电磁干扰辐射性能的近场探头及其使用方法，本探头结构简单，可与现有近场测量系统兼容，且测量稳定性高。
本发明采用以下技术手段解决上述技术问题：一种用于检测电磁干扰的辐射性能的近场探头，包括电场/磁场感测器、光电转换模块，以及光纤，所述电场/磁场感测器包括三孔光纤插芯、三个不同极化方向的电光/磁光晶体、护套管，光电转换模块引出的三根光纤经由三孔光纤插芯分别与三个不同极化方向的电光/磁光晶体相连，电光/磁光晶体和引入三孔光纤插芯的光纤均固定在三孔光纤插芯上；
所述光电转换模块包括激光器、1×3光纤分束器、三个光电探测器、三个光纤环形器、三个光纤偏振控制器和三个射频输出接口，1×3光纤分束器将激光器输出的一路激光分成三路分别进入三个相同的光纤环形器的第一个端口，激光器与1×3光纤分束器之间以及1×3光纤分束器与光纤环形器之间均通过光纤相连，每个光纤环形器的第二个端口分别通过光纤与电场/磁场感测器相连，每个光纤环形器的第三个端口分别通过一个光纤偏振控制器与一个光电探测器相连，每个光电探测器与一个射频输出接口相连。
进一步的，所述电场/磁场感测器还包括护套管，三孔光纤插芯固定在护套管内部。
进一步的，所述激光器、1×3光纤分束器、光纤环形器、光电探测器以及光纤偏振控制器均固定在金属屏蔽壳体中。
本发明还提供一种如上所述的用于检测电磁干扰的辐射性能的近场探头的使用方法，包括：首先将所述激光器以及光电探测器与电源接口相连，由外部直流稳压电源提供工作电压，激光器输出激光通过1×3光纤分束器分成三路分别通过三个光纤环行器进入电场/磁场感测器，然后返回光纤环行器，由光纤环行器的第三个端口输出经过光纤偏振控制器进入光电探测器，光电探测器将光信号转换为电信号通过射频输出接口输出。
本发明的优点在于：激光器内置于探头中，并且通过光电探测器在探头内部完成光电信号的转换，无需外接光源和光电探测器，通过传统射频输出接口输出，测量和使用方式与现有电磁干扰测量系统兼容，可以直接替换电学探头进行电磁干扰测试。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2 是本发明电场/磁场传感器的放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对发明进行详细叙述：
请同时参阅图1和图2所示，一种用于检测电磁干扰的辐射性能的近场探头，包括电场/磁场感测器10、光电转换模块3、光纤6。
所述电场/磁场感测器10包括三孔光纤插芯11、三个不同极化方向的电光/磁光晶体12、护套管13。光电转换模块3引出的三根光纤6经由三孔光纤插芯11分别与三个不同极化方向的电光/磁光晶体12相连，电光/磁光晶体12和引入三孔光纤插芯11的光纤6均固定在三孔光纤插芯11上，三孔光纤插芯11固定在护套管13内部。
所述光电转换模块3包括激光器2、1×3光纤分束器4、三个光电探测器7、三个光纤环形器8、三个光纤偏振控制器9和三个射频输出接口5。1×3光纤分束器4将激光器2输出的一路激光分成三路分别进入三个相同的光纤环形器8的第一个端口，激光器2与1×3光纤分束器4之间以及1×3光纤分束器4与光纤环形器8之间均通过光纤6相连，每个光纤环形器8的第二个端口分别通过光纤6与电场/磁场感测器10相连。每个光纤环形器8的第三个端口分别通过一个光纤偏振控制器9与一个光电探测器7相连，每个光电探测器7与一个射频输出接口5相连。因此，每个光纤环形器8对应于电场/磁场不同的极化分量探测通道，三个射频输出接口5，分别对应电场/磁场的三个极化分量。所述射频输出接口5使用传统的射频输出接口。
使用时，所述激光器2以及光电探测器7与电源接口1相连，由外部直流稳压电源提供工作电压。激光器2输出激光通过1×3光纤分束器4分成三路分别通过三个光纤环行器8进入电场/磁场感测器10，然后返回光纤环行器8，由光纤环行器8的第三个端口输出经过光纤偏振控制器9进入光电探测器7，光电探测器7将光信号转换为电信号通过射频输出接口5输出。
激光器2、1×3光纤分束器4、光纤环形器8、光电探测器7以及光纤偏振控制器9等光学部件均固定在金属屏蔽壳体20中。
该近场探头在使用时，可通过三个不同极化方向的电光/磁光晶体12同时测量电场/磁场的三个极化分量，也可以单独通过一个电光/磁光晶体12监测一个极化分量。
该光电转换模块3内部集成激光器2，并且通过光电探测器7在探头内部完成光电信号的转换，通过传统射频输出接口5输出。射频输出接口5与现有近场测量系统兼容，可以直接替换传统近场探头。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于检测电磁干扰的辐射性能的近场探头，包括电场/磁场感测器、光电转换模块，以及光纤，其特征在于：所述电场/磁场感测器包括三孔光纤插芯、三个不同极化方向的电光/磁光晶体、护套管，光电转换模块引出的三根光纤经由三孔光纤插芯分别与三个不同极化方向的电光/磁光晶体相连，电光/磁光晶体和引入三孔光纤插芯的光纤均固定在三孔光纤插芯上；
所述光电转换模块包括激光器、1×3光纤分束器、三个光电探测器、三个光纤环形器、三个光纤偏振控制器和三个射频输出接口，1×3光纤分束器将激光器输出的一路激光分成三路分别进入三个相同的光纤环形器的第一个端口，激光器与1×3光纤分束器之间以及1×3光纤分束器与光纤环形器之间均通过光纤相连，每个光纤环形器的第二个端口分别通过光纤与电场/磁场感测器相连，每个光纤环形器的第三个端口分别通过一个光纤偏振控制器与一个光电探测器相连，每个光电探测器与一个射频输出接口相连。
2.如权利要求1所述的一种用于检测电磁干扰的辐射性能的近场探头，其特征在于：所述电场/磁场感测器还包括护套管，三孔光纤插芯固定在护套管内部。
3.如权利要求1所述的一种用于检测电磁干扰的辐射性能的近场探头，其特征在于：所述激光器、1×3光纤分束器、光纤环形器、光电探测器以及光纤偏振控制器均固定在金属屏蔽壳体中。
4.一种如权利要求1或2或3所述的用于检测电磁干扰的辐射性能的近场探头的使用方法，其特征在于：首先将所述激光器以及光电探测器与电源接口相连，由外部直流稳压电源提供工作电压，激光器输出激光通过1×3光纤分束器分成三路分别通过三个光纤环行器进入电场/磁场感测器，然后返回光纤环行器，由光纤环行器的第三个端口输出经过光纤偏振控制器进入光电探测器，光电探测器将光信号转换为电信号通过射频输出接口输出。
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