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电子仪器校准计量中的场强计量

时间:2020-12-17 来源:计量校准 点击:

电子仪器校准计量中的场强计量
 
  1.远区市场标准
  对于远区场,当频率较低(30MHz以下)时,电磁波中的磁场分量占优势,所以只测量磁场强度(但场强计一般还是用等效电场强度刻度);频率较高(30 ~ 1000 MHz)时,电场强度占优势,只测量电场强度。
  (1)磁场强度标准。磁场强度的标准是利用单圈屏蔽的小圆发射环天线,按照苏州仪器的校准标准场方法,建立精确已知的准静态标准磁场。发射环的每个点相对于地面都处于平衡状态,此时它是一个平衡的饲料。本标准可用于验证30 Hz  ~ 30 MHz范围内的环形天线场强计。
  (2)电场强度标准。对于30 MHz  ~ 1000 MHz的电场强度,主要采用标准天线法建立标准,即测量标准接收偶极子天线上感应的电动势V  oc和包括天线几何形状在内的几个因素来确定空间某一点的电场强度。
  2.近区市场标准
  近区场标准也可以通过标准场方法和标准天线方法建立,这两种方法都需要一个场源。但由于此时标准天线难以制造,所以大多采用标准场法。
  (1)平行板电容器法。在两块平行的金属板之间,通过阻抗匹配网络馈入一个高电平的射频功率,然后端接至其特征阻抗,就可以在其中建立一个类似于自由空间平面电磁波的稳态标准场。如果校准的探头足够小,这个系统可以工作到数百兆赫。
  (2)平行双线输电线路法。两根平行的直对称长导线,一端通过平衡转换器与信号源相连,另一端与匹配负载相连。如果导线直径比导线间距小得多,则导线之间的磁场大致均匀。这个方法最多只能工作几百MHz,场均匀性差。
  (3)透射电镜细胞法。tem室如图的结构如图11.43所示,是一个同轴线逐渐变为波导的50W阻抗匹配系统,在苏州仪器校准初期,TEM室为对称结构,包括一个主截面和一个锥形过渡截面。TEM室的两端为同轴连接器,一端连接信号源,另一端连接匹配负载。在传输单元的上壁和中心导体板之间的中心区域形成均匀的行波场。当频率较低时,可以直接监测输入腔室的电压V  c,并计算电场强度。计量检测显示了透射电镜细胞的对象。
  (4)定向天线法。当频率高于几百MHz时,通常不测量电场强度E和磁场强度H,而是测量电磁场的功率通量密度,即波因廷矢量时间平均值的幅度S。
  此时,可以使用定向天线产生标准场,将校准后的探头放在天线前面,调节馈送到源天线的功率,直到达到所需的功率通量密度。在这些定向天线中,最实用的是开放式波导和金字塔喇叭。开放式波导主要用于0.5 ~ 2.6 GHz频段。它实际上是一个均匀的波导,一端与信号源相连,一端开路,其增益是频率和孔径大小的函数。当频率较高时,应使用金字塔喇叭作为定向天线。它的形状和结构简单,增益可以通过理论计算或实验确定。使用功率通量密度测量仪(也称能量泄漏仪、辐射危害监测仪等)时。)的角锥喇叭天线,在模拟自由空间的微波暗室中,通过将输出功率已知的电源连接到标准发射喇叭天线,可以建立标准场。如图11.45显示了真正的喇叭天线。
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