電場探頭的速度與準(zhǔn)確性

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

1電場探頭的規(guī)格

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(dǎo)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(jìn)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(zhǔn)確度。

2為什么要追求速度?

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(yīng)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(dá)探頭，所以需要電場探頭進(jìn)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(dá) 1,000 個樣本的測量速度很常見。另一個應(yīng)用是雷達(dá)脈沖的實時測量。在這些應(yīng)用場景中，速度確實是一個重要因素。

3選擇速度還是穩(wěn)定性?

當(dāng)人們不能相信結(jié)果時，快速的測量有什么用呢?當(dāng)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(yīng)該是追求可靠和準(zhǔn)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(biāo)。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(dá)到了目標(biāo)。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(zhǔn)確性，再考慮速度。一旦達(dá)到準(zhǔn)確的測量目標(biāo)，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(lǐng)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(zhǔn)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(qiáng)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(zhǔn)確的情況下進(jìn)行的測量或 16 點 UFA 校準(zhǔn)是沒有意義的。即使是測量速度能夠達(dá)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(dá)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(zhǔn)確性更重要嗎?當(dāng)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(guān)，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(qiáng)的反射將同時從不同的角度到達(dá)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(zhǔn)確的結(jié)果!

對于雷達(dá)應(yīng)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(zhǔn)確，高速測量有什么意義?在Mode-stir測試和雷達(dá)應(yīng)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。

4結(jié)論

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(guān)重要的。產(chǎn)生不可靠和不準(zhǔn)確結(jié)果的高速探頭是沒有用的。我們可以得出結(jié)論，準(zhǔn)確性總是先于速度。