8.4. Инп сильных электромагнитных полей
К измерителям сильных ЭМП относят низкочувствительные ИНП, которые позволяют измерять напряженность электрического поля от ~1В/м до 103В/м, а напряженность магнитного поля от 0,1А/м до 103А/м. Существующие ИНП сильных ЭМП при частотах 0,001…300МГц измеряют раздельно Е и Н составляющие. При частотах свыше 300МГц указанные ИНП выполняют как измерители плотности потока электромагнитной энергии. Такие особенности измерения можно объяснить следующими причинами:
В низкочастотном диапазоне, до 300МГц, сильные ЭМП приходится измерять как правило в ближней зоне, где компоненты Е и Н связаны сложной структурой, в большинстве случаев неизвестной зависимости, что и обуславливает раздельное измерение Е и Н компонент электромагнитного поля.
При частотах до 300МГц имеются источники электромагнитных полей, в которых электрические или магнитные поля выражены локально, например плоский конденсатор, кольца Гельмгольца.
Нормирование предельно допустимых санитарных уровней ЭМП ведется при частотах до 30МГц раздельно по Е и Н компонентам, при частотах свыше 30Мгц – только по Е компоненте, а свыше 300МГц – по плотности потока электромагнитной энергии.
На рис. 7.4 представлена упрощенная схема измерителя, предназначенного для измерения средних квадратических значений напряженности сильных ЭМП.
Рис. 7.56. Структурная схема измерителя напряженности поля.
ИНП содержит антенны – преобразователи Ап1 и Ап2 для измерения Е и Н – компонент поля, усилитель постоянного тока УПТ, аналого-цифровой преобразователь АЦП, цифровое отчетное устройство ЦОУ, блок питания БП,
Антенна – преобразователь Е – поля конструктивно выполнена в виде трех диполей, расположенных по осям X, Y, Z прямоугольной системы координат. Размеры 2ℓ диполей не превышают 100мм. Наведенное измеряемым полем напряжения в антенне преобразуется с помощью детекторов в постоянный ток, который суммируется на общей для всех детекторов нагрузке.
Антенна – преобразователь Н – поля представляет три рамочные антенны, расположенные в X-, Y-, Z- плоскостях. Преобразование напряжения в постоянный ток осуществляется с помощью детекторов.
Описываемые антенны реагируют на три компоненты поля – векторы или и при измерении допускают произвольную ориентацию в измеряемой точке пространства.
Основные технические характеристики измерителя ПЗ-15:
Диапазон частот по Е полю – 0,01…300МГц
Н полю – 0,01…30МГц
Пределы измерения напряженности по Е – 1…150В/м;
по Н – 0,5…30А/м.
Основная погрешность измерения линейно-поляризованного поля ~1дБ, произвольно поляризованного ~2дБ.
В настоящее время разработаны современные измерители изотропной напряженности поля и ППЭ, например, ПЗ-40 для целей контроля окружающей среды в части электромагнитных излучений. ПЗ-40 обеспечивает измерение в диапазоне частот 30кГц…40ГГц. Основные технические характеристики приведены в таблице.
Диапазон частот и пределы измерения измерителя в зависимости от использования типа антенны – преобразователя (АП) приведен в таблице 7.1.
Таблица 7.1
Тип антенны преобразователя |
Диапазон частот |
Пределы измерения |
|
Напряженности электромагнитного поля, В/м |
ППЭ, мкВт/см2 |
||
АП-1 |
(0,3-40) ГГц |
1-615 |
0,26-100000 |
АП-2 |
(0,3-40) ГГц |
61,4-1940 |
1000-1000000 |
АП-3 |
(0,03-300) МГц |
10-615 для частот (30-100) кГц 5-615 для частот (0,1-300)МГц
|
26,6-100000 для частот (30-100) кГц 6,6-10000 для частот (0,1-300) МГц |