Измерения ЭМП — это измерения окружающих (окружающих) электромагнитных полей , которые выполняются с использованием определенных датчиков или зондов, таких как измерители ЭМП. Эти зонды можно в целом считать антеннами, хотя и с разными характеристиками. Фактически, зонды не должны возмущать электромагнитное поле и должны максимально предотвращать связь и отражение для получения точных результатов. Существует два основных типа измерений ЭМП:
Зонды ЭМП могут реагировать на поля только на одной оси или могут быть трехосными, показывая компоненты поля в трех направлениях одновременно. Усиленные, активные зонды могут улучшить точность и чувствительность измерений, но их активные компоненты могут ограничивать скорость их реакции.
Измерения ЭДС производятся с помощью датчика электрического поля или датчика магнитного поля, который может быть изотропным или одноосным, активным или пассивным. Одноосный, всенаправленный зонд — это устройство, которое воспринимает электрическое ( короткий диполь ) или магнитное поле, линейно поляризованное в заданном направлении.
Использование одноосного зонда подразумевает необходимость трех измерений, проведенных с осью датчика, установленной вдоль трех взаимно ортогональных направлений, в конфигурации X, Y, Z. Например, его можно использовать в качестве зонда, который воспринимает компонент электрического поля, параллельный направлению его оси симметрии. В этих условиях, где E — амплитуда падающего электрического поля, а θ — амплитуда угла между осью датчика и направлением электрического поля E, обнаруженный сигнал пропорционален |E|cos θ ( справа ). Это позволяет получить правильную общую амплитуду поля в виде
или, в случае магнитного поля
Изотропный (трехосный) зонд упрощает процедуру измерения, поскольку общее значение поля определяется тремя измерениями , выполненными без изменения положения датчика: это является результатом геометрии устройства, которое образовано тремя независимыми широкополосными чувствительными элементами, расположенными ортогонально друг другу. На практике выход каждого элемента измеряется в трех последовательных временных интервалах, предполагая, что компоненты поля являются стационарными во времени.
Измеритель ЭМП — это научный прибор для измерения электромагнитных полей (сокращенно ЭМП). Большинство измерителей измеряют плотность потока электромагнитного излучения ( постоянные поля) или изменение электромагнитного поля с течением времени ( переменные поля), по сути, то же самое, что и радиоантенна, но с совершенно другими характеристиками обнаружения.
Две самые большие категории — одноосные и трехосные. Одноосные измерители дешевле трехосных, но требуют больше времени для завершения обследования, поскольку измеритель измеряет только одно измерение поля. Одноосные приборы необходимо наклонять и поворачивать по всем трем осям, чтобы получить полное измерение. Трехосный измеритель измеряет все три оси одновременно, но эти модели, как правило, более дорогие.
Электромагнитные поля могут быть созданы переменным током или постоянным током . Измеритель ЭДС может измерять переменные электромагнитные поля, которые обычно излучаются искусственными источниками, такими как электропроводка, в то время как гауссметры или магнитометры измеряют постоянные поля, которые естественным образом возникают в геомагнитном поле Земли и излучаются другими источниками, где присутствует постоянный ток.
Поскольку большинство электромагнитных полей, встречающихся в повседневных ситуациях, генерируются бытовыми или промышленными приборами, большинство имеющихся измерителей ЭМП откалиброваны для измерения переменных полей частотой 50 и 60 Гц ( частота европейской и американской электросети ). Существуют и другие измерители, которые могут измерять переменные поля частотой всего 20 Гц, однако они, как правило, намного дороже и используются только в конкретных исследовательских целях.
Активные датчики — это сенсорные устройства, которые содержат активные компоненты; обычно это решение позволяет проводить более точные измерения по сравнению с пассивными компонентами. Фактически, пассивная приемная антенна собирает энергию из измеряемого электромагнитного поля и делает ее доступной на разъеме радиочастотного кабеля. Затем этот сигнал поступает в анализатор спектра, но характеристики поля могут быть каким-то образом изменены наличием кабеля, особенно в условиях ближнего поля .
С другой стороны, эффективным решением является передача на оптическом носителе электрической (или магнитной) составляющей поля, измеренной активным зондом. Основными компонентами системы являются приемная электрооптическая антенна, которая способна передавать на оптическом носителе отдельную электрическую (или магнитную) составляющую поля, измеренную активным зондом, и возвращать ее в виде электрического сигнала на выходной порт оптоэлектрического преобразователя.
Модулированный оптический носитель передается посредством волоконно-оптической связи на преобразователь, который извлекает модулирующий сигнал и преобразует его обратно в электрический сигнал. Полученный таким образом электрический сигнал затем может быть отправлен на анализатор спектра с помощью обычного радиочастотного кабеля 50 Ом.
Изотропное отклонение в измерениях ЭДС — это параметр, описывающий точность измерения напряженности поля независимо от ориентации зонда. Если поле получено тремя измерениями в ортогональной конфигурации X , Y , Z в форме:
Достаточным условием для того, чтобы выражение было верным для каждых трех ортогональных координат ( X , Y , Z ), является то, чтобы диаграмма направленности зонда была максимально близка к идеальной диаграмме направленности короткого диполя , называемой sin θ :
где A — функция частоты. Разница между идеальной диаграммой направленности диполя и реальной диаграммой направленности зонда называется изотропным отклонением .
Библиография
