(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 206878829 U(45)授权公告日 2018.01.12
(21)申请号 201720374195.5(22)申请日 2017.04.11
(73)专利权人 工业和信息化部电信研究院
地址 100191 北京市海淀区花园北路52号(72)发明人 齐殿元 赵竞 余纵瀛 林军 (74)专利代理机构 北京三友知识产权代理有限
公司 11127
代理人 郭晓宇 汤在彦(51)Int.Cl.
H04B 17/21(2015.01)H04B 17/11(2015.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图1页
(54)实用新型名称
近场测量探头校准系统(57)摘要
本实用新型提出了一种近场测量探头校准系统，包括：控制器、信号源装置、TEM暗室、空气波导、平坦模型、定向平板天线以及液体波导，定向平板天线紧贴放置于平坦模型的下方，控制器连接信号源装置，信号源装置分别与TEM暗室、空气波导、定向平板天线、液体波导进行连接；待校准的近场测量探头也将分别插入TEM暗室、空气波导、平坦模型、液体波导；控制器控制信号源装置产生信号，并记录信号的实际功率，然后待校准的近场测量探头分别测量TEM暗室、空气波导、平坦模型、液体波导内的实际场强值，并将该数据同TEM暗室、空气波导、平坦模型、液体波导的标准场数据进行比较和处理，之后进行归一化处理,计算得到待校准的近场测量探头的校准因子。
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权 利 要 求 书
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1.一种近场测量探头校准系统，其特征在于，包括：控制器、信号源装置、TEM暗室、空气波导、平坦模型、定向平板天线以及液体波导，所述定向平板天线紧贴放置于所述平坦模型的下方；
所述控制器连接所述信号源装置，用以控制所述信号源装置产生电磁波信号，并记录所述电磁波信号的实际功率；
所述信号源装置分别连接所述TEM暗室、空气波导、定向平板天线以及液体波导的射频接口，将所述电磁波信号通过同轴电缆导入所述TEM暗室、空气波导、定向平板天线以及液体波导内；
待校准的近场测量探头顺序插入所述TEM暗室、空气波导、平坦模型以及液体波导内，测量得到所述TEM暗室、空气波导、平坦模型以及液体波导内的实际场强值，所述控制器根据所述TEM暗室、空气波导、平坦模型以及液体波导的标准场数据、所述实际场强值以及所述电磁波信号的实际功率，得到所述待校准的近场测量探头的校准因子。
2.根据权利要求1所述的近场测量探头校准系统，其特征在于，所述信号源装置包括：信号发生器、功率放大器、耦合器；
所述信号发生器连接所述控制器与所述功率放大器；所述耦合器的输入端连接所述功率放大器，输出端顺序连接功率计、所述TEM暗室、空气波导、定向平板天线以及液体波导，前向端连接监控功率计，后向端连接负载。
3.根据权利要求2所述的近场测量探头校准系统，其特征在于，所述信号发生器与功率放大器之间、耦合器与所述监控功率计之间和/或耦合器与所述功率计之间还分别连接有衰减器。
4.根据权利要求1所述的近场测量探头校准系统，其特征在于，所述待校准的近场测量探头包括：SAR探头、HAC探头。
5.根据权利要求1所述的近场测量探头校准系统，其特征在于，所述信号源装置容置于一机柜内，所述信号源装置与所述控制器、TEM暗室、空气波导、定向平板天线以及液体波导通过线缆连接。
6.根据权利要求1所述的近场测量探头校准系统，其特征在于，还包括一机械臂，所述机械臂连接所述控制器与待校准的近场测量探头，用于调整所述待校准的近场测量探头在所述TEM暗室、空气波导、平坦模型以及液体波导中的测量位置。
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说 明 书近场测量探头校准系统
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技术领域
[0001]本实用新型涉及测量装置校准领域，尤其涉及一种近场测量探头的校准系统。背景技术
[0002]近年来随着移动终端的快速发展，电磁辐射对于人体的影响也越来越受到关注。目前业界普遍通过测量比吸收率(SAR:Specific Absorption Rate)，来评估无线通信设备是否符合电磁辐射安全的限值要求。
[0003]同时为了避免无线通信设备工作时会干扰助听器的使用，无线通信设备与助听器的兼容性(HAC:Hearing Aids Compatibility)的评估也越来越受到重视，目前相当数量的无线终端设备加载了这个模块。
[0004]对于进行比吸收率和无线通信设备与助听器的兼容性的测试而言，其最重要的组件即为近场测量探头，因此近场测量探头作为SAR和HAC测量系统中最核心的部件，应当定期进行校准以保证其在复杂的电磁场环境中的准确性，但是目前还没有相应的校准近场测量探头的自动化校准系统及其应用方案。
实用新型内容
[0005]本实用新型为了解决上述问题，提出了一种近场测量探头校准系统，以弥补现有技术中没有校准近场测量探头的完整参数的自动化校准系统及方案的缺憾。[0006]本实用新型提出的近场测量探头校准系统，包括：控制器、信号源装置、TEM(Transverse Electromagnetic)暗室、空气波导、平坦模型、定向平板天线以及液体波导，定向平板天线紧贴放置于所述平坦模型的下方；控制器连接信号源装置，信号源装置连接TEM暗室、空气波导、定向平板天线、液体波导；待校准的近场测量探头插入TEM暗室、空气波导、平坦模型、液体波导；控制器控制信号源装置产生信号，并记录信号的实际功率，然后待校准的近场测量探头分别测量TEM暗室、空气波导、平坦模型、液体波导内的实际场强值，并将该数据同TEM暗室、空气波导、平坦模型、液体波导的标准场数据进行比较和处理，之后进行归一化处理，计算得到待校准的近场测量探头的校准因子。[0007]进一步地，信号源装置包括：信号发生器、功率放大器、耦合器；信号发生器连接控制器与功率放大器；耦合器的输入端连接功率放大器，输出端顺序连接功率计、TEM暗室、空气波导、定向平板天线以及液体波导，前向端连接监控功率计，后向端连接负载。[0008]进一步地，信号发生器与功率放大器之间、耦合器与监控功率计之间和/或耦合器与功率计之间还分别连接有衰减器。[0009]进一步地，待校准的近场测量探头包括：SAR探头、HAC探头。[0010]进一步地，信号源装置容置于一机柜内，信号源装置与控制器、TEM暗室、空气波导、定向平板天线以及液体波导通过线缆连接。[0011]进一步地，还包括一机械臂，所述机械臂连接所述控制器与待校准的近场测量探头，用于调整待校准的近场测量探头在TEM暗室、空气波导、平坦模型以及液体波导中的测
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量位置。
[0012]本实用新型的有益效果在于，通过本实用新型实施例的近场测量探头校准系统，可以完成近场测量探头完整参数的自动化校准工作，并且该系统可以实现多个不同校准项目的校准工作。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1为本实用新型实施例的近场测量探头校准系统的结构示意图。
[0015]图2为本实用新型实施例的近场测量探头校准系统的信号源装置的结构示意图。具体实施方式
[0016]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域相关技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护的范围。
[0017]图1为本实用新型实施例的近场测量探头校准系统的结构示意图，如图1所示，本实用新型提出的近场测量探头校准系统，包括：控制器、信号源装置、TEM暗室、空气波导、平坦模型、定向平板天线以及液体波导，定向平板天线紧贴放置于所述平坦模型的下方；信号源装置连接TEM暗室、空气波导、定向平板天线、液体波导；待校准的近场测量探头插入TEM暗室、空气波导、平坦模型、液体波导；控制器控制信号源装置产生信号，并记录信号的实际功率，然后待校准的近场测量探头分别测量TEM暗室、空气波导、平坦模型、液体波导内的实际场强值，并将这个数据同TEM暗室、空气波导、平坦模型、液体波导的标准场数据进行比较和处理，之后进行归一化处理，计算得到待校准的近场测量探头的校准因子。[0018]控制器，连接信号源装置，该控制器的主要功能是向信号源装置发出控制信号，该控制信号可以控制信号源装置发出信号的功率等级。具体的，控制器可以为电脑，连通方式可以为GPIB及网口。[0019]信号源装置，一方面连接控制器，用于接收控制器所发出的控制信号，另一方面连接TEM暗室、空气波导、紧贴放置于平坦模型下方的定向平板天线、液体波导，根据控制信号的指令生成对应功率等级的信号，并将该信号输送到TEM暗室、空气波导、平坦模型、液体波导中。需要说明的是，关于平坦模型、定向平板天线之间的信号传输方式为，信号源装置将电磁波信号发送到平板天线中，平板天线接收到该信号后，发射到平坦模型中。具体的，信号源装置连接TEM暗室、空气波导、定向平板天线以及液体波导的线材，可以为同轴线缆。[0020]采用本实施例的近场测量探头校准系统进行校准时，首先，按照上述连接方式连接控制器、信号源装置，将控制器的控制信号输出端与信号源装置的信号输入端相连。启动信号源装置进行预热，然后调节控制器的控制信号，从而控制信号源装置产生相应等级的信号。校准过程中，由于连接控制器与信号源装置的线材的本身存在损耗的原因，所以，难
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以避免地，控制器所发出的控制信号相应的功率等级(目标功率)，与实际上信号源装置接收并根据该控制信号所发出的信号的功率等级(实际功率)之间存有误差。然后，待功率输出稳定后，监控并记录信号的实际功率，具体地，可以在信号源装置输出端外接功率计，监控并记录该信号的实际功率。在耦合器的前向端连接监控功率计，记录校准过程中输出功率的变化情况，以便在之后的数据处理中进行补偿。在得到信号源装置发出的信号的实际功率之后，将信号源装置的输出端连接TEM暗室，使其所发出的信号导入到TEM暗室中，然后控制待校准的近场测量探头插入该TEM暗室，使待校准的近场测量探头测得TEM暗室中实际的场强值。按照上述测量TEM暗室的方法，继续分别测量空气波导、平坦模型以及液体波导内的实际的场强值。具体地，在测量TEM暗室、空气波导、平坦模型以及液体波导内的实际场强值的过程中，信号源装置分别连接TEM暗室、空气波导、紧贴放置于平坦模型下方的定向平板天线以及液体波导的过程可以通过工作人员手动完成；近场测量探头插入测量TEM暗室、空气波导、平坦模型以及液体波导内的工作可以通过控制器自行控制完成。由于TEM暗室、空气波导、平坦模型、液体波导的结构、尺寸等数据是已知的，所以可以计算得到这些器材内部的标准场数据。最后，在得到信号的实际功率以及TEM暗室、空气波导、平坦模型、液体波导的实际场强值和标准场数据之后，通过相应计算就可以得到校准因子并完成校准。在此说明的是，在校准待校准的近场测量探头的过程中，探头所需校准项目包括：探头DCP和线性度、探头调制响应、探头自由空间灵敏度、频率响应、轴向各向同性、SAR近场探头转换因子、探头球面各向同性，待校准的近场测量探头可以调整在TEM暗室、空气波导、平坦模型、液体波导的空间位置，以适应项目要求。[0021]在具体实施过程中，待校准的近场测量探头可以为SAR探头或HAC探头，由于HAC探头本身的原因，该类探头不能够在液体波导中测量，所以对HAC探头的校准过程中，信号源装置无需连接平坦模型和液体波导，相应的也无需对SAR近场探头转换因子的校准项目校准。
[0022]图2为本实用新型实施例的近场测量探头校准系统的信号源装置的结构示意图。如图2所示，信号源装置包括：信号发生器、功率放大器、耦合器；信号发生器连接控制器与功率放大器；功率放大器连接耦合器的输入端；耦合器的输入端连接功率放大器，输出端顺序连接功率计、TEM暗室、空气波导、紧贴放置于平坦模型下方的定向平板天线以及液体波导，前向端连接监控功率计，后向端连接负载。[0023]在具体实施过程中，由于校准过程中信号发生器会产生较大的输出功率，可能会超出功率计的测量量程，为了保护功率计，因此在耦合器与监控功率计之间使用衰减器。[0024]在具体实施过程中，为了方便测试系统的管理，所述信号源装置容置于一机柜内，所述信号源装置与所述控制器、TEM暗室、空气波导、定向平板天线以及液体波导的通过线缆连接。
[0025]在具体实施过程中，为了使待校准的近场测量探头测量位置更精确，本实施例中近场测量探头校准系统还包括一机械臂，机械臂连接控制器与待校准的近场测量探头，用于调整待校准的近场测量探头在TEM暗室、空气波导、平坦模型、液体波导中的测量位置。[0026]本实用新型的有益效果在于，通过本实用新型实施例的近场测量探头校准系统，可以完成近场测量探头完整参数的自动化校准工作，并且该系统可以实现多个不同校准项目的校准工作。
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以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进
一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
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