[发明专利]一种极快前沿极高幅值电压的间接测量方法

说明书

技术领域

本发明属于电子技术领域，具体涉及一种测量极快上升沿极高幅值电压的方法。

背景技术

强电磁辐射系统中，辐射天线的工作电压越来越高。辐射天线击穿前，其本质上可以等效为一个几个皮法的高压电容。激励天线的是一个上升沿为纳秒甚至次纳秒，幅值达到几百千伏甚至几个兆伏的高压脉冲。天线辐射时，其电压幅值就是一个很重要的参数，这对整个辐射系统的研究具有重要意义。

传统测量高电压脉冲的方法是采用电阻分压器，如水电阻分压器。但是使用这些设备直接测试天线的辐射电压，就会存在很多问题。其主要问题是：

●电阻分压器测试高电压，必须要和测试设备直接接触。而天线周围充有高压气体，这样由于测试设备的引入，必然对天线的结构，气密，绝缘等设计带来很多难题，并且极有可能会改变天线电极的寄生参数，导致电压测试不准确。

●测试设备的装卸就会比较复杂，增加了工作量。

●这种的高压电阻分压器体积都比较大，实际使用中非常不方便。

基于这些因素，提出了一种测试天线充电电流，然后进行积分，来间接测试天线电压的方法。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术中直接测量极快前沿极高幅值电压的不足之处，本发明提出一种极快前沿极高幅值电压的间接测量方法。

技术方案

一种极快前沿极高幅值电压的间接测量方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：测量辐射天线的等效电容C；

步骤2：测量开始充电时间T₁到天线辐射时间T₂之间的电流i(t)；

步骤3：通过公式计算得到天线的极快前沿极高幅值的充电电压。

步骤1的等效电容是通过LCR仪测量。

步骤2的电流是通过罗氏线圈测量，所述的罗氏线圈具备测试纳秒、次纳秒脉冲电流的能力。

有益效果

本发明提出的一种极快前沿极高幅值电压的间接测量方法，

1、罗氏线圈无需和被测设备直接接触，这样避免了被测设备结构，耐压，气密等设计问题。

2、通过充电电流对天线等效电容积分来间接测试天线充电电压。

3、测试设备简单可靠，装卸方便。

附图说明

图1间接测试连接图

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

本发明要解决的问题是：强电磁辐射系统中，辐射天线电压的测量。辐射天线击穿前可以等效为一个几个皮发的高压电容。在脉冲源的激励下，辐射天线的电压在几个纳秒甚至是次纳秒的时间内，电压上升到几百千伏，甚至几个兆伏，电压上升快，幅值高。由于辐射天线辐射电极比较小，结构比较精细，并且充有高压绝缘气体，很难直接测量。

本发明解决技术问题的方案是：首先测量辐射天线的等效电容，然后通过罗氏线圈测量系统工作过程中脉冲源对天线的充电电流。最后通过充电电流对天线等效电容进行积分，计算出天线的充电电压。其中罗氏线圈应该具有测量纳秒及次纳秒脉冲电流的能力。其解决方案实施如图1所示。

辐射天线初始阶段等效于一个容量极小的高压电容。当脉冲源通过传输线对天线快速充电。当天线电压上升到设定值的时候，天线电极就会击穿。相当于等效电容短路放电。通过罗氏线圈测量脉冲源对天线的充电电流。从开始工作到天线辐射放电这段时间内的电流就是天线的充电过程。通过充电电流对天线等效电容进行积分，就可以测量到天线的电压。

该方案实施过程为：

1、通过LCR仪测量辐射天线的等效电容C。

2、通过罗氏线圈测量开始充电时间T1到天线辐射时间T2之间的电流i(t)。

3、最后通过公式

计算得到天线的充电电压。

其中对罗氏线圈应该具备测试纳秒，次纳秒脉冲电流的能力。