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電磁輻射測量儀器分類
點擊次數：4237 發布時間：2012-12-4
電磁輻射的測量按測量場所分為作業環境、特定公眾暴露環境、一般公眾暴露環境測量。按測量參數分為電場強度、磁場強度和電磁場功率通量密度等的測量。對于不同的測量應選用不同類型的儀器，以期獲取*的測量結果。
測量儀器根據測量目的分為非選頻式寬帶輻射測量儀和選頻式輻射測量儀。無論是非選頻式寬帶輻射測量儀還是選頻式輻射測量儀，基本構造都是由天線（傳感器）及主機系統兩部分組成的
1 非選頻式寬帶輻射測量儀（綜合場強儀）
工作原理
1．1 電場探頭
偶極子和檢波二極管組成探頭
這類儀器由三個正交的2~10cm長的偶極子天線，端接肖特基檢波二極管、RC濾波器組成。檢波后的直流電流經高阻傳輸線或光纜送入數據處理和顯示電路。
通常這類儀器探頭響應快，動態范圍大，但由于作為天線的偶極子的長度應遠小于被測頻率的半波長，以避免在被測頻率下諧振。這一特性決定了這類儀器只能在低于幾吉赫頻率范圍使用，不過隨著儀器技術的不斷發展，近年也有廠家能將頻率范圍擴展到四十吉赫頻率，甚至更高范圍。
熱電偶型探頭
采取三條相互垂直的熱電偶結點陣作電場測量探頭，提供了和熱電偶元件切線方向場強平方成正比的直流輸出，待測場強與極化無關，保證了探頭有極寬的頻帶，容易做到*的頻率，但探頭響應和動態范圍要相對差一些。
1．2 磁場探頭
由三個相互正交環天線和二極管、RC濾波元件、高阻線組成，從而保證其全向性和頻率響應。
對電性能的要求
使用非選頻式寬帶輻射測量儀實施環境監測時，為了確保環境監測的質量，應對這類儀器電性能提出基本要求：
各向同性誤差≤±1dB
系統頻率響應不均勻度≤±3dB
靈敏度：0.5V/m
校準精度：±0.5dB
2 選頻式輻射測量儀（頻譜儀或測試接收機）
這類儀器用于環境中低電平電場強度、電磁兼容、電磁干擾測量。除場強儀（或稱干擾場強儀）外，可用接收天線和頻譜儀或測試接收機組成的測量系統經校準后，用于環境電磁輻射測量。
選頻的意思是只選擇某些頻率進行測量，只讓很小的頻率范圍的信號進來，濾除其余頻率的信號。選頻式測量儀器的靈敏度較非選頻式的高很多。
根據所測量信號頻譜的不同，選頻式射頻輻射測量儀器也按檢波方式分為兩大類，一類采用峰值檢波，測量廣播電視及通信等較窄的輻射源；另一類采用準峰值檢波，測量火花放電等頻譜范圍很寬的電磁脈沖源。
電視場強儀，遠區場強儀，峰值檢波。干擾場強儀，測量接收機，準峰值檢波。頻譜分析儀，峰值檢波及準峰值檢波二者均有。
工作原理
場強儀（干擾場強儀）
待測場的場強值：
E（dBμV/m）= K （dB）+Vr（dBμV）+L（dB）………………………………（2.1）
式中K是天線校正系數，它是頻率的函數，可由場強儀的附表中查得。場強儀的讀數Vr必須加上對應K值和電纜損耗L才能得出場強值。但近期生產的場強儀所附天線校正系數曲線所示K值已包括測量天線的電纜損耗L值。
當被測場是脈沖信號時，不同帶寬Vr值不同。此時需要歸一化于1MHz帶寬的場強值，即 ：
E（dBμV/m）= K （dB）+Vr（dBμV）+20lg +L（dB） …………………………（2.2）
BW為選用帶寬，單位MHz。測量寬帶信號環境輻射峰值場強時，要選用盡量寬的帶寬。相應平均功率密度為：
Pd（μW/cm2）={10[E（dBμV/m）-115.77]/10}/10q ....................................... 2.3
上式中q為脈沖信號占空比，K、L值查表可得，Vr為場強值讀數，于是E和Pd可以方便地計算出來。
頻譜儀測量系統
這種測量系統工作原理和場強儀一致，只是用頻譜儀作接收機，此外頻譜儀的dBm讀數須換算
dBμV。對50Ω系統，場強值為：
E（dBμV/m）= K （dB）+A（ABm）+107（dBμV）+L（dB）………………………………（2.4）
頻譜儀的類型不受限制，頻譜儀天線系統必須校準。
用于環境電磁輻射測量的儀器種類較多，凡是用于EMC（電磁兼容）、EMI（電磁干擾）目的的測試接收機都可用于環境電磁輻射監測。的環境電磁輻射監測儀器，也可用上面介紹的方法組成測量裝置實施環境監測。
天線種類
作為測量用的天線，其參數主要是天線系數，應具有高的度。
天線系數AF：對于電場測量AF=E/vi，對于磁場測量AF=H/ vi，vi為電壓表所測得的電壓。電壓表讀數乘以天線系數即為所測場強，以dB表示時為相加。
對于選頻式測量儀表，測量頻率是變化的，對同一根天線，天線系數隨頻率而變。
① 半波天線
半波天線為全長等于所測量電磁波波長一半的對稱振子天線，用于米波段電場測量。測量頻帶窄，實際上不常用作測量天線。
② 環天線
環天線為30MHz以下的磁場測量天線，磁場測量必須用環天線，環面積內磁通量的變化將在環線圈上產生感應電壓。電壓大小正比于環面積、環線圈匝數、待測磁場強度及頻率。
③ 雙錐天線
20-300MHz頻段的電場測量天線。為半波天線的改進型。
④ 對數周期天線
⑤ 單極（鞭狀、桿）天線
其他還有喇叭天線和超寬帶復合式天線
3 工頻測量儀器
工頻場強測量頻率低，一般不叫天線。
工頻電場
工頻電場測量探頭由兩個導體半球組成偶極子，沿赤道平面相互絕緣。目前儀器探頭有方向性的和全向的兩種。
意大利PMM公司的工頻電場探頭外形為正方體，可測量工頻電場的全向三維分量，然后合成總的工頻電場值，測量時不必調整探頭方向。
工頻磁場
主要結構由三個相互正交環天線組成。