Эталоны в области измерения параметров интенсивности электромагнитных колебаний, страница 33

Возвращаясь к описанию современных эталонов ЭМП и методов воспроизведения поля уточним понятия “эталонного поля” и “эталонной антенны”.

Метод эталонного поля заключается в возбуждении желаемой составляющей поля, расчете значения напряженности по размерам и форме передающей антенны, распределению токов в ней, а также на учете границ области, в которой образуется эталонное поле (рис.4.32, а).  Метод эталонной антенны (измерителя)  основан на измерении напряжения или тока, возбуждаемого в приемной эталонной антенне, и вычислении напряженности с учетом формы, размеров и ориентации эталонной антенны (рис. 4.32, б).

При выборе метода воспроизведения поля (эталонной антенны и эталонного поля) решающими являются следующие обстоятельства: в диапазоне частот до 30 МГц можно создать поля, локализованные в ограниченной области пространства и защищенные от действия окружающих предметов. В этом диапазоне справедливы законы квазистационарных полей, поскольку размеры антенн и объемы полей много меньше длины волны. В диапазоне частот выше 30 МГц создать поле с известной напряженностью значительно сложнее из-за необходимости учитывать волновой характер распространения поля, влияние окружающих предметов и т.п. Поэтому в этом диапазоне обычно используется метод эталонной антенны.

 

а)

 

б)

Рисунок 4.32 – Структурные схемы реализации методов эталонного поля (а)

и эталонной антенны (б)

Рассмотрим эталоны напряженности полей на примере созданных в свое время в СССР, затем модернизированных в России (ВНИИФТРИ). По своему уровню они соответствуют мировому уровню в этой области.

4.6.1  Эталон напряженности электрического поля на частотах 0,0003 – 30 МГц

В основе эталона лежит метод эталонного поля [4.25, 4.26]. Эталонное поле создается между обкладками плоского конденсатора, который играет роль преобразователя переменного напряжения в напряженность электрического поля. Расстояние между пластинами, их площадь и форма выбираются такими, чтобы обеспечить зону однородного поля достаточного размера для размещения калибруемых антенн. Электрическое поле конденсатора может быть рассчитано с достаточной точностью. Известно, что напряженность поля между бесконечными пластинами плоского конденсатора равна