专利名称：无线电干扰测量装置的整体校准方法
技术领域：
本发明属于高压输变电工程电磁环境领域，具体地讲是一种无线电干扰测量装置的整体校准方法。
背景技术：
输变电设施是现代工业社会不可缺少的装备，但是它们在运行中会产生高压电晕和无线电干扰，影响人民的生活和工作。近几年来，在全国各地不时发生因输变电设施对各种无线电台站的干扰影响等电磁环保问题引发投诉和纠纷，不仅给电网的建设带来困难， 而且严重影响了电网的安全运行。输变电工程的环境影响评价已被纳入工程建设法定程序，但目前对于测量设备尚缺少统一的校准装置，以致许多监测单位出具的数据差异较大， 容易引起公众对测量结果的不信任，也容易因不准确的测量结果而造成工程纠纷。为了实现无线电干扰测量的量值统一，加强对无线电干扰的控制和治理，有必要建立统一的无线电干扰测量装置校准系统，实现无线电干扰测量装置量值的统一和准确。输电线路的电晕会发出无线电波，这种无线电波的波长范围很宽，覆盖从IOkHz 到300MHz的中波、短波和超短波等无线电波段。目前的测量方法是采用无线电干扰测量仪、高频和超高频场强仪等无线电测量仪器测量各个频段的场强。为了减小环境电磁噪声对仪器校准的影响，这些无线电信号测量仪器(包括接收天线)的校准或检定需要在专用的屏蔽实验室内，按照无线电干扰测量系统的规范和标准分别进行校准或检定。但是在开展实际的无线电干扰测量时，接收天线以及无线电干扰接收机是需要配套同时进行测量工作的，而目前尚缺少针对这一整套无线电干扰测量装置的整体校准方法。

发明内容
本发明的目的是基于已经按电场或磁场天线以及无线电干扰接收机的国家与行业标准进行过定型试验的150kHz 300MHz无线电波段射频场强和辐射功率密度测量仪器，提供一种同时对天线及无线电干扰接收机组成的无线电干扰测量装置整体校准方法。为了实现上述目的，本发明所采用的方法是无线电干扰测量装置的整体校准方法，其方法是首先从国家无线电计量基标准溯源，通过分体校准并结合标准接收天线和标准无线电干扰接收机的不确定度，确定无线电场强仪的测量不确定度，建立无线电干扰测量装置的标准装置，进而通过比较法或替代法进行整体校准。其具体步骤是第一步骤无线电干扰测量装置的量值从无线电计量基标准溯源，把作为实验室标准保存的天线，包括测量长波和中波的环状天线和杆状天线，测量短波的杆状天线、对称振子天线和测量超短波的偶极子天线送无线电标准实验室检定，确定天线的传输系数和阻抗；
第二步骤同时把作为实验室标准保存的接收机、频谱分析仪、标准信号发生器、 标准衰减器、数字电压表送无线电标准实验室检定，确定这些标准仪器的刻度因数和测量准确度；第三步骤通过分体校准并结合标准接收天线和标准无线电干扰接收机的不确定度，确定无线电场强仪的测量不确定度，在此基础上建立无线电干扰测量装置的标准装置；第四步骤通过比较法或替代法，把标准射频场强测量装置的接收天线和被校无线电干扰测量系统的接收天线置入校准用射频电磁场，比较它们的测量示值后得到被校干扰仪的测量误差，从而完成对天线及无线电干扰接收机组成的无线电干扰测量装置的整体校准。对于需要校准的天线，参考国家计量检定规程JJG 611《RR3型干扰场强测量仪》 关于天线的检定方法，且在全电波暗室中进行校准。对需要校准的接收机，则按国家计量技术规范JJF 1173《测量接收机校准规范》进行校准。通过校准所获得的数据对比证明，本发明具有较高准确性，可应用于今后输变电工程无线电干扰测量装置的整体校准。


图1为本发明无线电干扰测量装置校准系统量值溯源框图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。实施例本实施例基于无线电干扰测量装置的标准装置，针对远区场无线电干扰测量仪以及远区场干扰场强仪的校准对本发明作进一步详细的说明。远区场电磁波的波阵面可认为是一个平面，这样的电磁波称为平面电磁波，即TEM 波。平面电磁波的电场E和磁场H有以下关系上式中，Z称为自由空间的波阻抗，大小为Z = 120 π = 377(Ω)。只需要测量出平面电磁波的电场量或磁场量就可以计算得到电磁场的其它量。远区场强仪或使用杆形天线或半波振子天线通过电磁波的电场分量在天线导体上感应产生信号电势，或使用环形天线通过电磁波的磁场分量在环形天线上感应得到信号电势，再根据电场与磁场的关系计算电磁波的电场分量。远区场的特点是信号强度低，需要对天线接收的信号进行放大才能指示其大小。(1)远区场无线电干扰测量仪的校准①150kHz 30MHz 频段被校无线电干扰测量装置的这一频段使用在全电波暗室中的磁场线圈产生的磁场和杆状天线产生的电场校准。高频功率源额定输出功率100W，频率范围IOOkHz 400MHz。
4
由于校准场是近区场，不能通过磁场计算电场或用电场计算磁场，因此比较法必须使用类型相同的天线，即发射源天线、标准场强仪与被校干扰仪使用的天线同为环状天线或杆状天线。作为标准用的天线是经过国家法定计量部门校准过的，它与同样经过校准的接收机组成标准场强仪，系统的测量误差经过计量学方法通过天线与接收机的误差综合得到， 可以足够准确地测量出试品天线所在位置的电场或磁场。标准场强仪由标准天线与标准接收机组成，它的误差经过计量学方法通过天线与接收机的误差综合得到并经过整体校准。标准场强仪按要求定期送中国计量院检定，取其检定值作为标准量值。测量接收机使用标准信号发生器校准。标准信号发生器的频率量程覆盖无线电频段，通过标准射频衰减器输出准确幅值的校正信号，通过接收机的示值与标准值的偏差得到其误差。②30MHz 300MHz 频段这一频段的校准方法也是通过与标准场强仪的比较得到被校干扰仪的误差。校准工作可在全电波暗室按5米法进行，用一台20MHz 300MHz的双锥天线产生电磁波。无线电干扰测量系统的接收天线可以是环状天线，也可以是杆状或对称振子天线，收发天线之间距离5m，离地面高度Im 2m。(2)远区场无线电干扰场强仪的校准干扰场强仪的结构与远区场强仪类似，但还具有一些特殊功能，既能测量正弦信号，也能测量脉冲干扰和平滑干扰。为了实现脉冲信号测量，在中频放大器后另有非线性检波器，它由准峰值检波器和平均值检波器组成，和指示表头一起有给定的时间常数。规定频段150kHz 30MHz时带宽9kHz ；频段30MHz 300MHz时带宽120kHz。同时还要求放大和检波线路有数千倍的过载系数。校准远区场干扰场强仪时先对天线和接收机组成的装置按远区场测量仪进行整体校准，然后对接收机部分进行频率响应和时间常数试验。校准时使用脉冲响应校准器，产生重复频率IHz 1000Hz的0. 044 μ Vs脉冲以及单脉冲，用以测量接收机的干扰脉冲响应。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
权利要求
1.一种无线电干扰测量装置的整体校准方法，其方法是首先从无线电计量基标准溯源，通过分体校准并结合标准接收天线和标准无线电干扰接收机的不确定度，确定无线电场强仪的测量不确定度，建立无线电干扰测量装置的标准装置，进而通过比较法或替代法进行整体校准，其具体步骤是第一步骤无线电干扰测量装置的量值从无线电计量基标准溯源，把作为实验室标准保存的天线，包括测量长波和中波的环状天线和杆状天线，测量短波的杆状天线、对称振子天线和测量超短波的偶极子天线送无线电标准实验室检定，确定天线的传输系数和阻抗；第二步骤同时把作为实验室标准保存的接收机、频谱分析仪、标准信号发生器、标准衰减器、数字电压表送无线电标准实验室检定，确定这些标准仪器的刻度因数和测量准确度；第三步骤通过分体校准并结合标准接收天线和标准无线电干扰接收机的不确定度， 确定无线电场强仪的测量不确定度，在此基础上建立无线电干扰测量装置的标准装置；第四步骤通过比较法或替代法，把标准射频场强测量装置的接收天线和被校无线电干扰测量系统的接收天线置入校准用射频电磁场，比较它们的测量示值后得到被校干扰仪的测量误差，从而完成对天线及无线电干扰接收机组成的无线电干扰测量装置的整体校准。
2.如权利要求1所述的无线电干扰测量装置的整体校准方法，其特征在于所述第四步骤中远区场无线电干扰测量仪的150kHz 30MHz频段使用在全电波暗室中的磁场线圈产生的磁场和杆状天线产生的电场校准；比较法使用类型相同的天线，即发射源天线、标准场强仪与被校干扰仪使用的天线同为环状天线或杆状天线；标准场强仪的误差经过计量学方法通过天线与接收机的误差综合得到并经过整体校准；远区场无线电干扰测量仪的30MHz 300MHz频段的校准方法也是通过与标准场强仪的比较得到被校干扰仪的误差；校准工作可在全电波暗室按5米法进行，用双锥天线产生电磁波；无线电干扰测量系统的接收天线可以是环状、杆状或对称振子天线；远区场无线电干扰场强仪的校准，先对天线和接收机组成的装置按远区场测量仪进行整体校准，然后对接收机部分进行频率响应和时间常数试验；校准时使用脉冲响应校准器， 用以测量接收机的干扰脉冲响应。
全文摘要
本发明涉及一种无线电干扰测量装置的整体校准方法，其方法是首先从国家无线电计量基标准溯源，通过分体校准并结合标准接收天线和标准无线电干扰接收机的不确定度，确定无线电场强仪的测量不确定度，建立无线电干扰测量装置的标准装置，进而通过比较法或替代法进行整体校准。通过校准所获得的数据对比证明。本发明具有较高准确性，可应用于今后输变电工程无线电干扰测量装置的整体校准。
文档编号G01R35/00GK102419428SQ201110268910
公开日2012年4月18日 申请日期2011年9月13日 优先权日2011年9月13日
发明者张广洲, 张泽平, 李妮, 路遥 申请人:国网电力科学研究院