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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。