Seikoh Giken光学耦合电场探头性能如何

Siekoh Giken OEFS(光电场传感器)光耦合电场探头是一种非常独特的仪器(图1)。该公司开发了一种技术，可以通过光纤捕获和传输来自电场的幅度和频率信息，并将其重新转换为RF信号。光纤允许非侵入地进行电场测量。许多制造商可以检测电子场并转换为数字幅度，但必须通过其他方式捕获频率。通过将频谱分析仪或示波器连接到输出端口，您可以在频域或时域中直观地观察重构的RF信号。

公司的应用工程师诚实地尝试识别系统的独特用途。至于EMC测量，我可以看到用于远程监控屏蔽半消声室或仪器外壳内的区域的系统。另一种用法可能是作为ESD电流检测器，我稍后将对此进行演示。

图1 - Seikoh Giken C3-1055系统，带有多个提供的探头评论。

探针

Seikoh Giken有三种基本探针可用;三轴各向同性探头，单轴(垂直或水平)偶极探头和差分电压探头(差分触点或SMA连接器类型)。探头的物理特性在图2中说明。

图2 - 铌酸锂(LN)电气的基本物理特性光学探针。如图所示，Seikoh Giken。

非调制激光源通过单模光纤发送并进入锂铌酸锂(LN)晶体的光波导，在那里它是分成两部分。虽然频率保持不变，但振幅有效地减半。在分离器的上半部分，信号从AR涂层镜子反射回来。在底部，信号通过电极和LN晶体。如果存在电场，则在电极之间产生电压并使光信号上的折射率变化与电压的折射率成比例。指数变化改变光信号的速度，产生相位调制(PM)。然后将PM信号与返回的未调制信号多路复用，并且组合波束形成幅度调制(AM)信号。 AM返回到控制器，在那里通过光电探测器检测，解释并转换回电信号，在那里可以通过频谱分析仪或示波器进行测量。在电极的每一侧放置电短路电容耦合偶极子元件(或直流电压探头)将探头转换为电场或电压传感器。

电场测量

图3 - 具有3D探头的系统，测量来自附近天线的电场水平，由Red Oak Canyon可编程RF源驱动。

在这里，我正在使用带有地面径向的小型单极天线测试三轴(3D)各向同性探头。 Seiko Giken为此探头提供定制的泡沫聚苯乙烯支架，可帮助正确定位三个轴。天线由Red Oak Canyon“RF Pro Touch”(参见参考文献)可编程RF合成器驱动，调整到500 MHz，输出为+10 dBm。该探头最适用于测量半消声室或TEM电池内的场电平。探头的频率响应为100 kHz至10 GHz，可检测0.01至500 V/m的场电平。

图4-从天线测量的500 MHz信号。

图5 - 为了更宽带的外观，我现在用Aaronia 30100X有源天线测量射频源，内置40 dB增益射频前置放大器。

可以连接通过其SMA连接器连接到差分电压探头的任何天线，以便使用传统的EMI天线测量电场电平(图5)。在这里，我连接了Aaronia的小型有源偶极天线(型号BicoLOG 30100X)(参见参考资料)。该天线内置40 dB增益宽带前置放大器，有助于提升信号电平。我们正在研究1到600 MHz的频谱，您可以观察FM广播频段以及其他几个环境(图6)。来自天线的500 MHz信号由朝向显示器右侧的大的窄尖峰表示。这种配置将允许半消声室内的测量完全光学耦合，而不是必须使同轴电缆穿过室壁处的隔板连接器。该技术将允许在特殊情况下进行远程电子现场监测，例如危险环境。

图6 - 有源天线产生的频谱显示。该系统还在拾取FM广播频段以及其他几种RF环境信号。 500 MHz信号是更高的尖峰。