Реферат: Анализ современного состояния развития отечественной и зарубежной РИА. Аналитический обзор 2.8 Измерители плотности потока энергии электромагнитного поля Исторически разработка измерителей напряженности электрического и магнитного полей а также измерителей плотности потока энергии (ППЭ) шла по пути создания датчиков с изотропной диаграммой направленности, так как первоначально проектировались низкочастотные приборы для исследования полей в ближней зоне источника излучения. Развитие направления привело к созданию приборов ВЧ и СВЧ диапазонов и, наконец, миллиметрового диапазона длин волн. В основе проектируемых приборов лежал детекторный или термоэлектрический датчик поля, а иногда комбинированный, совмещающий оба подхода. Зарубежные разработчики пошли по пути расширения частотного диапазона существующих изотропных СВЧ датчиков. Так фирмой Narda был создан ряд датчиков, измеряющих опасные уровни ППЭ в диапазоне частот до 40 - 50 ГГц. В 90-е годы некоторые модели на основе термопарных преобразователей были проверены в более высокочастотном диапазоне и теперь фирма предлагает их калибровку в диапазоне частот до 100 ГГц. Характеристики зондов фирмы Narda приведены в таблице1. Таблица 1 Модель 8721D 8723D 8783D 8725D 11C a b Диапазон рабочих частот От 300 Мгц до 50 ГГц a От 1 до 40 ГГц a От 27 Мгц до 60 ГГц, Измеряемые Тип датчика уровни ППЭ От 10 мкВт/см2 до 20 мВт/см2 От 50 мкВт/см2 до термопарный 100 мВт/см2 От 0.5 мВт/см2 до 1000 мВт/см2 От 0.13 мкВт/см2 до 24 мВт/см2 b диодный Диаграмма направленности изотропная, 1 дБ возможна калибровка до 100 ГГц, с внутренней коррекцией динамической характеристики. Общая погрешность измерения по приведенным данным более 2 дБ. Сведения о серийно выпускаемых зарубежных измерителях в диапазоне частот 100 – 178 ГГц отсутствуют. Термопарные измерители отличаются высокой линейностью динамической характеристики и слабой зависимостью измеренных среднеквадратичных значений поля от временных характеристик измеряемого сигнала. Верхний предел измеряемой диодными датчиками ППЭ ограничен диапазоном квадратичного детектирования диода. Одновременно эти датчики имеют значительно большую (примерно на два порядка) чувствительность, чем термопарные. В СКБ РИАП в 80-е годы были проведены разработки измерителей ППЭ различных модификаций в диапазоне частот 37,5 – 178 ГГц. Так как в диапазоне мм-волн обычно облучение персонала происходит в дальней зоне источника излучения, было принято решение разрабатывать направленные датчики поля. Прибор П3-24 имеет следующие характеристики: Диапазон рабочих частот: Измеряемые уровни ППЭ: Диаграмма направленности: Тип датчика: Основная погрешность измерения ППЭ линейно-поляризованного поля: произвольно поляризованного поля: Количество зондов 37,5 – 178 ГГц 10 - 3104 мкВт/см2. направленная термопарный 2,0 дБ 2,5 дБ 2 Достоинством данного прибора является возможность поиска источников излучения по направлению. В рамках ОКР «Пакет-4,5» был спроектирован измеритель ППЭ аналогичной конструкции с повышенной чувствительностью в диапазоне частот 78,33-118,1 ГГц. Диапазон измеряемых значений ППЭ для этого прибора 0,5-500 мкВт/см2. 2.9 Антенны измерительные Как уже отмечалось выше, применение коаксиальных линий в мм-диапазоне ограничено, поэтому метрологические средства проектируются в стандартных волноводных диапазонах на базе волноводов прямоугольного и круглого сечения. Так как для измерений требуются антенны с низким КСВН (не более 1,2 – 1,25) , то используются, в основном, конические и прямоугольные рупорные антенны. Такие антенны используются совместно с измерителями мощности и измерительными приемниками для калибровки измерителей ППЭ методом эталонной антенны. Ряд зарубежных фирм выпускает в миллиметровом диапазоне частот измерительные рупорные антенны со сходными характеристиками. В таблицах 2 и 3 приведены характеристики рупорных антенн фирмы Millitech. Таблица 2 – пирамидальные рупорные антенны фирмы Millitech Диапазон 33-50 40-60 50-75 60-90 7590110частот, ГГц 110 140 170 Коэффициент 24 24 24 24 24 24 24 Усиления, дБ КСВН 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,25 1,25 140220 24 170260 24 220325 24 1,25 1,25 1,25 Таблица 3 – коническе рупорные антенны фирмы Millitech Диапазон 33-50 40-60 50-75 60-90 7590частот, ГГц 110 140 Коэффициент 21 21 21 21 21 21 усиления, дБ КСВН 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,25 110170 21 140220 21 170260 21 220325 21 1,25 1,25 1,25 1,25 Коэффициент усиления антенн плавно изменяется в диапазоне частот (для пирамидальных рупорных антенн – от 22,5 до 24 дБ). Фирма ORBIT/FR выпускает аналогичные пирамидальные рупорные антенны на частоты до 110 ГГц. Заявленный номинальный коэффициент усиления антенн – 25 дБ. Сведения о серийно выпускаемых отечественных антеннах мм-диапазона отсутствуют.
