Измерение плотности потока энергии СВЧ излучения (стр. 2 из 7)
В свою очередь мощность от источника на определенном расстоянии зависит от затухания высокочастотного сигнала в атмосфере и представляется формулой:
β(f) – коэффициент затухания электромагнитной энергии в окружающей среде;
r – расстояние до источника излучения.
При проведении расчетов, необходимо обращать внимание с какой точностью заданы, или измерены параметры: мощность передатчика, диаграмма направленности антенны передатчика и коэффициент затухания, для мощности 3 дБ это на 100%, 2 дБ на 60%, 1 дБ на 25%, 0.5 дБ на 12% и т.д.
ІІІ. Средства определения плотности потока ЭМИ
В настоящее время, существует множество приборов предназначенных для измерения уровней плотности потока энергии. В данной работе будут рассмотрены приборы российского производства, способные зафиксировать излучение в пределах от 1 мкВт/см2 до 1 мВт/см2. Такими измерителями, удовлетворяющими этим условиям, являются П3-31, П3-33 и П3-41.
1. Измеритель уровней электромагнитных излучений П3-41
Измеритель П3-41 разработан с целью обнаружения и контроля биологически опасных уровней электромагнитных излучений напряженности, плотности потока энергии для обеспечения выполнения требований Общего Технического Регламента об электромагнитной совместимости и безопасности, действующего в странах Европейского Союза и РФ.
Измеритель П3-41 предназначен для выполнения измерений в соответствии с действующими правовыми и нормативными документами Госкомэпиднадзора РФ: ГОСТ 12.1.006-84, ГН2.1.8/2.2.4.019-90, СанПиН 2.2.4/2/1/8055-96, СанПиН 2.1.2.1002-00, СанПиН 2.1.8/2.2.41190-03, СанПиН 2.2.4.1191-03.
Характеристики антенн-преобразователей:
| Тип антенны преобразователя (АП) | АП-1 (ППЭ) | АП-2 (ППЭ) | АП-3 (Е) | АП-4 (Е) | АП-5 (Н) |
| Рабочий диапазон частот | (0,3 - 40) ГГц | (0,3 - 40) ГГц | (0,03-300) МГц | (0,03-300) Мгц | (0,03-50) МГц |
| Пределы измерения электрической составляющей напряженности (Е) (В/м) | 1-615 | 61,4-1940 | 0,5-300 | 10-1500 | - |
| Пределы измерения магнитной составляющей напряженности (Н) (А/м) | - | - | - | - | 0,05-8 |
| Пределы измерения плотности потока энергии (ППЭ) (мкВт/см2) | 0,26-100000 | 1000-1000000 | 0,066-23800 | 26,5-600000 | - |
| Неравномерность коэффициента преобразования в рабочем диапазоне частот не более: | 9 дБ | 9 дБ | 12 дБ | 8 дБ | 7 дБ |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерителя, обусловленной отклонением температуры окружающего воздуха от нормальной в пределах рабочих температур на каждые 10 ˚C. не более | ±0,6 дБ | ±0,6 дБ | ±1,0 дБ | ±1,0 дБ | ±1,0 дБ |
Характеристики устройства измерительного:
| Результаты измерения, выводимые на индикатор (с подсветкой в темноте) | текущие значения В/м, А/м, мкВт/cм2 , мВт/cм2 максимальные и средние значения В/м, А/м, мкВт/cм2 , мВт/cм2 за последние 6 минут измерения результаты измерения экспозиции: (В/м)2*t, (А/м)2*t, мкВт/cм2*t, где t - время с момента включения прибора |
| Основная погрешность измерения при введении в процессор частоты анализируемого излучения | (-2,7 …+2,7) дБ (произвольная поляризация) |
| Дополнительные функции | отображение средних и максимальных значений напряженности поля за 8 часов работы на ПЭВМ через волоконно оптический кабель с привязкой к реальному масштабу времени для обработки в программах типа MathCad |
| Функции предупреждения | визуальное и звуковое оповещение при достижении одного из допустимых значений напряженности, ППЭ или экспозиции, вводимых пользователем в процессор |
| Калибровка | автоматическая |
| Оптическая развязка П3-41 от ПЭВМ | Двойной оптический кабель от 10 до 100 м |
| Рабочая температура | -10…+50˚C |
| Питание | 2 аккумуляторных батареи типоразмера AA емкостью 1 A*ч |
| Время непрерывной работы | не менее 16 ч |
2. Измеритель электромагнитных излучений П3-31
Измеритель П3-31 предназначен для измерения среднеквадратических значений напряженности электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля (ЭМП) в режимах непрерывной генерации, амплитудной, частотной и импульсной модуляций, а также для измерения плотности потока энергии (ППЭ) при проведении контроля уровней электромагнитного поля на соответствие требованиям норм по электромагнитной безопасности в соответствии с ГОСТ 27859, ГОСТ 12.1.006, ГН 2.1.8./2.2.4.019 и СанПиН 2.2.4/2.1.8.055.
Характеристики антенн преобразователей при измерении непрерывных электромагнитных излучений:
| Тип антенны-преобразователя | Диапазон частот | Неравномерность АЧХ | Пределы измерения |
| Широкополосная А1 | (0,3 - 40) ГГц | (0 - -8) дБ | (1 - 615) В/м, (0,26 - 100000) мкВт/см2 |
| Широкополосная А2 | (0,01 - 300) МГц | ± 2,6 дБ в диапазоне (0,1 - 300) МГц (0 - 5) дБ в диапазоне (0,01 - 0,1) МГц | (1 - 615) В/м |
| Широкополосная А3 | (0,01 - 30) МГц | ± 2,6 дБ в диапазоне (0,06 - 30) МГц (0 - 9) дБ в диапазоне (0,01 - 0,06) МГц | (0,5 - 30) А/м |
| Селективная А4 | f1(1 ± 0,1) f1=(0,8...1,6) ГГц | Спад АЧХ при отстройке от резонансной частоты на октаву не менее 15 дБ | (0,26 - 100000) мкВт/см2 (1 - 615) В/м, |
| Селективная А5 | f2(1 ± 0,1) f2=(1,6...3,2) ГГц | Спад АЧХ при отстройке от резонансной частоты на октаву не менее 15 дБ | (1 - 615) В/м, (0,26 - 100000) мкВт/см2 |
Технические характеристики:
| для электрической составляющей поля | для магнитной составляющей поля | для ППЭ | ||
| Диапазон частот | 0,01 - 40 000 МГц | 0,01 - 30 МГц | 0,3 - 40 ГГц | |
| Диапазон измерения | 1 - 615 В/м | 0,5 - 16 А/м | 0,265 - 100000 мкВт/см2 | |
| Неравномерность собственной | АЧХ не более ±0,2 дБ | |||
| Мощность выходного сигнала ГКЧ | не менее 1 мВт | |||
| Уровень паразитных колебаний ГКЧ | не более -25 дБ | |||
| Питание | 2 аккумуляторных батареи типоразмера AA емкостью 1 A*ч | |||
| Мощность, потребляемая от источника питания, не более ВА, | 0,04 ВА | |||
| Пределы допускаемой основной погрешности измерения ППЭ и напряженности Е и Н поля известной частоты, дБ | 2,7 дБ | |||
| Время непрерывной работы измерителя при источнике питания емкостью 1А*ч, не менее, ч | 60 ч | |||
Характерные особенности П3-31:
· Портативен, экономичен и удобен в работе
· Цифровая обработка результатов и автоматизация управления, измерений и установки параметров при подключении к ПЭВМ через RS-232S
· Запись в энергонезависимую память текущих, средних и максимальных значений (по 880 точек) плотности потока энергии (ППЭ), напряженности электрического (магнитного) поля с интервалом 1 секунда, при интервале усреднения и периоде считывания информации от 10 сек до 15 мин с привязкой к реальному времени и указанием частоты электромагнитного поля (ЭМП) и типа используемого антенного преобразователя (А i)
· Измерение экспозиции облучения
· Высокая точность измерений и стабильность характеристик
· Самодиагностика и контроль разряда элементов питания
· Индикация результатов измерения в единицах В/м, А/м, мкВт/см2, В2/м2 ×час, А2/м2 ×час, мкВт/см2 ×час
3. Измеритель плотности потока энергии П3-33
Измеритель плотности потока энергии электромагнитного поля П3-33 обеспечивает обнаружение и контроль биологически опасных уровней плотности потока энергии электромагнитных излучений в соответствии с действующими правовыми и нормативными документами Федерального Агентства по техническому регулированию и метрологии и Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. Может применяться для аттестации рабочих мест, сертификации продукции и в научных исследованиях.
Измеритель П3-33 предназначен для измерения плотности потока энергии (ППЭ) в режиме непрерывной генерации при проведении контроля уровней электромагнитного поля на соответствие требованиям норм по электромагнитной безопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.006, ГН 2.1.8./2.2.4.019 и СанПин 2.2.4/2.1.8.055 и СанПиН 2.2.41191-03.
В качестве датчика ППЭ используется всенаправленная широкополосная антенна с телескопической рукояткой.
Особенности:
· Одинаковая чувствительность при измерениях радиоволн:
- любой частоты из рабочего диапазона (широкополосность),
- с любым направлением прихода волны (изотропия).
· Выбор режимов измерений:
- с определением статистических характеристик потока (средние и максимальные значения за выбранные интервалы времени),
- с запоминанием массивов результатов измерений,
- с привязкой ко времени (поясному или от начала измерений).
· Возможность связи с компьютером:
- перезапись всех результатов в память компьютера,
- архивирование данных,
- подготовка протоколов обследования объектов.
· Система ускоренной зарядки аккумуляторов.
· Малые габариты и вес.
Основные характеристики:
| Рабочий диапазон частот | 0,3 - 4,0 ГГц |
| Диапазон измеряемых потоков СВЧ-излучения | 0,1 - 250 мкВт/см2 |
| Основная относительная погрешность измерения | ± 3 дБ |
| Ресурс автономной работы | не менее 10 ч |
| Условия эксплуатации: температура относительная влажность воздуха при температуре 25 С атмосферное давление | от +5 до +40˚С до 90% 70 - 106,7 кПа |
| Масса | не более 550 г |
| Габариты | 210х100х60 мм |
IV. Измеритель плотности потока энергии П3-18