一种磁偶极子辐射器的辐射磁矩测试系统及其方法与流程

本发明涉及电磁探测，尤其涉及一种磁偶极子辐射器的辐射磁矩测试系统及其方法。

背景技术：

1、电磁探测系统的发射参数主要包括工作频率、辐射磁矩、幅频特性、方向特性，其中辐射磁矩表示发射电磁场的强度。对于给定的磁偶极子发射系统，辐射磁矩主要与工作频率和方向性有关。辐射磁矩是一个矢量，其大小取决于磁偶极子发射系统的原理、结构、形状、驱动方式等。目前工程上应用的棒形、弧形两种不同的磁偶极子发射天线或辐射装置构成的电磁发射系统，由于内部结构和机理上的差异，辐射电磁场的分布是完全不同的，但是采用的磁矩测试方法却都将单轴电磁传感器设置在磁偶极子发射系统的垂直正上方，距离发射天线系统表面600mm处进行测量，根据电磁传感器输出的感应电压值来换算，判断是否达到额定的辐射磁矩。

2、上述磁偶极子发射系统辐射磁矩测试方法局限于特定频率、单一方向的测试，并且由于测试距离太近，不符合磁偶极子辐射场测试的条件，存在测试结果与性能指标不符、精度不高、一致性差等缺点。比如，对于两个弧形天线构成的环形发射系统所形成的辐射电磁场，在天线或系统的四周磁场都不是均匀的，在垂直、水平两个方向上的场强相差1倍左右，最大值也不在垂直、水平两个方向上，当工作频率相隔30hz时，幅度相差15％左右，因此，现有的测试方法不能确切地测试不同电磁天线结构、不同工作状态与工作条件下的辐射磁矩及其场强分布特性，导致电磁探测系统作用距离把握不准，不能为分析与解决工程中的实际问题提高有效的技术支撑。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是，提供一种磁偶极子辐射器的辐射磁矩测试系统及其方法，解决现有的测试方法不能确切地测试不同电磁天线结构、不同工作状态与工作条件下的辐射磁矩的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种磁偶极子辐射器的辐射磁矩测试系统，包括设置在测试点的三个正交的电磁测量传感器，所述电磁测量传感器用于获得测试点直角坐标下的磁场分量，根据所述磁场分量计算所述磁偶极子辐射器的辐射磁矩测量值。

3、可选地，所述测试点直角坐标下的磁场分量为：

4、

5、其中，x、y、z分别为测试点的坐标，μ为铁心的相对磁导率，r为磁偶极子辐射器的作用距离，k为复波数；

6、总场强为：

7、在距离所述磁偶极子发射系统距离r处，辐射磁矩测量值m＝h×r3。

8、可选地，所述电磁测量传感器距离所述磁偶极子辐射器的等效体表面的距离至少大于所述磁偶极子辐射器等效尺寸的5到8倍。

9、可选地，所述电磁测量传感器距离所述磁偶极子辐射器的等效体表面的距离至少大于所述磁偶极子辐射器等效尺寸的5倍。

10、可选地，测试场地的环境电磁场干扰小于所述辐射磁矩测试系统灵敏度的一半。

11、可选地，在所述磁偶极子辐射器的作用距离内没有铁磁体影响测试结果。

12、可选地，所述磁偶极子辐射器的工作频段为低频。

13、本发明实施例还提供一种磁偶极子辐射器的辐射磁矩测试系统的测试方法，包括：

14、采用三个正交的电磁测量传感器对磁偶极子辐射器进行测试，获得测试点直角坐标下的磁场分量；

15、根据所述磁场分量计算所述磁偶极子辐射器的辐射磁矩测量值。

16、与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

17、本发明技术方案的磁偶极子辐射器的辐射磁矩测试系统，只需给定磁偶极子辐射器所在的电磁发射系统的尺寸和测试距离，即可对单个磁偶极子发射天线或多个磁偶极子发射天线组成的磁偶极子辐射器，在任意角度和任意频率条件下进行场强分量的测试，为各种电磁发射系统进行准确、完整和规范的辐射磁矩测试提供有效的技术途径，特别有助于磁偶极子发射系统及其电磁探测系统的性能参数的标定和产品检测、验收。

18、本发明技术方案的磁偶极子辐射器的辐射磁矩测试系统的测试方法，采用三个正交的电磁测量传感器进行辐射电磁场测试时，使测量坐标与相对方向角的确定变得简单易行，与单个电磁测量传感器测量的单一场强分量相比，本发明实施例通过三个正交的电磁测量传感器测试的是三维全场强，并大大减小了观测点的方向角对测试结果的影响，具有较好的灵活性，便于操作，有利于提高测量精度与稳定性。

1.一种磁偶极子辐射器的辐射磁矩测试系统，其特征在于，用于对磁偶极子发射系统的辐射磁矩进行测量，包括：

2.如权利要求1所述的磁偶极子辐射器的辐射磁矩测试系统，其特征在于，所述测试点直角坐标下的磁场分量为：

3.如权利要求1所述的磁偶极子辐射器的辐射磁矩测试系统，其特征在于，所述电磁测量传感器距离所述磁偶极子辐射器的等效体表面的距离至少大于所述磁偶极子辐射器等效尺寸的5到8倍。

4.如权利要求3所述的磁偶极子辐射器的辐射磁矩测试系统，其特征在于，所述电磁测量传感器距离所述磁偶极子辐射器的等效体表面的距离至少大于所述磁偶极子辐射器等效尺寸的5倍。

5.如权利要求1所述的磁偶极子辐射器的辐射磁矩测试系统，其特征在于，测试场地的环境电磁场干扰小于所述辐射磁矩测试系统灵敏度的一半。

6.如权利要求1所述的磁偶极子辐射器的辐射磁矩测试系统，其特征在于，在所述磁偶极子辐射器的作用距离内没有铁磁体影响测试结果。

7.如权利要求1所述的磁偶极子辐射器的辐射磁矩测试系统，其特征在于，所述磁偶极子辐射器的工作频段为低频。

8.一种如权利要求1至7中任一项的磁偶极子辐射器的辐射磁矩测试系统的测试方法，其特征在于，包括：