[实用新型]一种差分式空间电磁脉冲微分传感器

说明书

本实用新型公开一种差分式空间电磁脉冲微分传感器，包括感应装置、同轴电缆、卡槽和同轴接头，感应装置由天线罩、梭型感应器、传感器圆形底板组成，同轴电缆由同轴电缆内导体和同轴电缆外导体组成，同轴电缆一端与传感装置连接另一端安装同轴接头，两条同轴电缆平行敷设两端采用卡槽进行卡扣固定，同轴接头用于与外部仪器连接。本实用新型仅有一个感应器的情况下，实现了差分信号的输出，具备偶极子传感器的差分功能，消除由于偶极子两极子位置不同引入的测量误差，能够对空间电磁脉冲信号进行精确测量，同时具备体积小、结构简单、性能可靠、使用安全、适用范围广等优点。

技术领域

本实用新型属于微波测试技术领域，涉及传感器，尤其是一种差分式空间电磁脉冲微分传感器，用于实现空间电磁脉冲信号的准确测量。

背景技术

电磁脉冲是由核爆炸和非核电磁脉冲弹(高功率微波弹)爆炸产生。核爆炸产生的电磁脉冲称为核电磁脉冲，任何在地面上爆炸的核武器都会产生电磁脉冲，能量大约占核爆炸总能量的百万分之一，产生场强约为几百千伏每米，频率从几百赫兹到几百兆赫兹。非核电磁脉冲弹则利用炸药爆炸或化学燃料燃烧产生的能量，通过微波器件转换成高功率微波辐射能，能发射峰值功率在几吉瓦、产生场强约为几十甚至上百千伏每米，频率为吉赫兹量级的脉冲微波束。

激光打靶是模拟核爆的一个过程，多个电子束同时对靶作用，会产生极强的电磁脉冲信号，对周围的电子设备造成很大的干扰甚至损坏。电磁脉冲会对电子设备造成损伤，但现在也被更多地应用。高功率微波武器会产生极强的电磁脉冲信号，对敌方的电子设备造成暂时或永久性故障。GJB 151B-2013中RS105项中，在TEM小室、GTEM小室以及平行板传输线等装置中会产生几十千伏每米的强电磁脉冲信号，用于检测设备的瞬态电磁场辐射敏感度。所以，对电磁脉冲信号的准确测量越来越重要。

目前，对空间电磁脉冲信号的测量主要有两种形式，一种是利用传统天线进行测量，文献《高功率微波辐射场功率密度测量系统》(激光与粒子束，2004，16(01):0-0)中，利用角锥喇叭天线、波导耦合器、波同转换器、微波长电缆、衰减器、检波器、示波器组成的测量系统对高功率微波产生的电磁脉冲信号进行测量。另一种是利用电磁脉冲传感器进行测量，文献《纳秒电磁脉冲测量用D-dot探头设计及实验》(强激光与粒子束，2015，27(11))中，设计了一种单极子角锥探头，频带宽度约为800MHz，可以对上升时间为2.3ns的电磁脉冲信号进行测量。文献《小型短电磁脉冲传感器》(强激光与粒子束，2014，24(12))中，设计了一种小型的偶极子电磁脉冲传感器，设计频带宽度为5GHz。瑞士montena公司生产的空间电磁脉冲传感器，采用了偶极子形式，设计频带宽度分别为1GHz、3.5GHz、10GHz。

目前，已公开的空间电磁脉冲信号测量装置均存在一定缺陷。(1)利用角锥喇叭天线测量时，天线的口径大，在测量梯度较大的电磁脉冲信号时，天线口径内场强分布差异大，导致测量误差大；测试系统组件较多，其中某个器件损坏时，不易排查。(2)利用单极子传感器测量时，单极子传感器优点为体积小，但不能减小共模干扰信号的影响。(3)利用偶极子传感器测量时，偶极子传感器的差分功能虽然可以减小共模干扰信号的影响，但由于偶极子两极子的位置不同，在电磁脉冲信号梯度较大时，两极子位置对应的场强差异较大，导致偶极子两路输出信号并非为同一场强差分信号，给测量带来误差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种差分式空间电磁脉冲微分传感器，具备偶极子传感器的差分功能，消除由于偶极子两极子位置不同引入的测量误差，能够对空间电磁脉冲信号进行精确测量，同时具备体积小、结构简单、性能可靠、使用安全、适用范围广等优点。

一种差分式空间电磁脉冲微分传感器，包括感应装置、同轴电缆、卡槽和同轴接头，感应装置由天线罩、梭型感应器、传感器圆形底板组成，同轴电缆由同轴电缆内导体和同轴电缆外导体组成，同轴电缆一端与传感装置连接另一端安装同轴接头，两条同轴电缆平行敷设两端采用卡槽进行卡扣固定，同轴接头用于与外部仪器连接。