電磁環(huán)境監(jiān)測儀器和基本方法

　　1、電磁環(huán)境測量儀器

　　電磁環(huán)境的測量按測量場所分為：作業(yè)環(huán)境、特定公眾暴露環(huán)境、一般公眾暴露環(huán)境的測量。按測量參數(shù)分為：電場強度、磁場強度、電磁場功率通量密度、無線電干擾等的測量。測量儀器根據(jù)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。

　�。�1）非選頻式寬帶輻射測量儀

　　①偶極子和檢波二極管組成探頭：這類儀器由三個長為2～10cm的正交偶極子天線，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(jīng)高阻傳輸線或光纜送入數(shù)據(jù)處理和顯示電路；當(dāng) 時（D-偶極子直徑，—偶極子長度），偶極子互耦可忽略不計；由于偶極子相互正交，將不依賴場的極化方向；探頭尺寸很小，對場的振動擾動也小，能分辨場的細(xì)微變化。根據(jù)雙錐天線理論，求得偶極子等效電容 、電感 ；

　　式中：—天線半徑；—偶極子截面積；—偶極子實際長度。

　　由于偶極子天線阻抗呈容性，輸出電壓是頻率的函數(shù)：

　　式中：—角頻率，—頻率；—天線縫隙電容和負(fù)載電容；—負(fù)載電阻。

　　當(dāng)三副正交偶極子組成探頭時，它可以分別接收 三個方向場分量，經(jīng)理論分析得出：

　　式中：—檢波器引入的常數(shù)；—偶極子與高頻感應(yīng)電壓間比例系數(shù)；—分別對應(yīng)于 三個方向的電場分量；—待測場的電場矢量。

　　為待測場的厄米特（Hermitian）幅度�？梢�，用端接平方律特性二極管的三維正交偶極子天線，總的直流輸出正比于待測場地平方，而功率密度亦正比于待測場的平方，因此經(jīng)過校準(zhǔn)后， 的值就等于待測電場的功率密度。如果電路中引入開平方電路，那么 值就等于待測電場強度值。偶極子的長度應(yīng)小于被測頻率的半波長。

　�、跓犭娕夹吞筋^：采取三條相互垂直的熱電偶結(jié)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。待測場強為 ，與極化無關(guān)。沿 三個方向分布的熱電偶元件最大尺寸應(yīng)小于最高工作頻率波長的1/4.避免諧振。

　　③磁場探頭：由三個相互正交環(huán)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(yīng)。環(huán)天線感應(yīng)電勢為：式中：N—環(huán)匝數(shù)；b—環(huán)半徑；H—待測場的磁場強度。

　　為了確保環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量，應(yīng)對這類儀器電性能提出基本要求：各向同性誤差dB；系統(tǒng)頻率響應(yīng)不均勻度dB；靈敏度0.5V/m；校準(zhǔn)精度dB 。

　�。�2）選頻式輻射測量儀

　　這類儀器用于環(huán)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(tǒng)經(jīng)校準(zhǔn)后，用于環(huán)境電磁輻射測量。

　�、賵鰪妰x（干擾場強儀）：待測場的場強值：

　　式中：K—天線校正系數(shù)，為頻率的函數(shù)，可由場強儀的使用說明文件查得。

　　當(dāng)被測場是脈沖信號時，不同帶寬對應(yīng)的值不同。此時需要歸一化于MHz帶寬的場強值，即：式中：BW—選用帶寬，MHz；K、L值查表可得；—場強儀讀數(shù)。

　　測量寬帶信號環(huán)境輻射峰值場強時，要選用盡量寬的帶寬。相應(yīng)平均功率密度為：

　　式中： ——脈沖信號占空比， 和可以方便地計算出來。

　�、陬l譜儀測量系統(tǒng)：測量系統(tǒng)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(shù)須換算成對50 系統(tǒng)，場強值為：

　�、畚⒉�測試接收機：用微波接收機、接收天線也可以組成環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)�？鄢�電纜損耗，功率密度可按下式計算： 式中： —天線增益（倍數(shù)）； —工作波長，cm； —數(shù)字幅度計讀數(shù)，dBm； ——0dB輸入功率，dBm。

　　用于環(huán)境電磁輻射測量的儀器各類較多，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(huán)境電磁輻射監(jiān)測。專用的環(huán)境電磁輻射監(jiān)測儀器，也可用上面介紹的方法組成測量裝置實施環(huán)境監(jiān)測。

　　2、電磁污染源監(jiān)測方法

　　環(huán)境條件：應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和儀器標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的使用條件。測量記錄表應(yīng)注明環(huán)境溫度、相對濕度。

　　測量儀器：可使用各向同性響應(yīng)或有方向性電場探頭或磁場探頭的寬帶輻射測量儀。采用有方向性探頭時，應(yīng)在測量點調(diào)整探頭方向以測出測量點最大輻射電平。

　　測量時間：在電磁污染源正常工作時間內(nèi)進(jìn)行測量，每個測點連續(xù)測5次，每次測量時間不應(yīng)小于15s，并讀取穩(wěn)定狀態(tài)的最大值。若測量讀數(shù)起伏較大時，應(yīng)適當(dāng)延長測量時間。

　　測量位置：取作業(yè)人員操作位置，距地面0.5m、1.0m、1.7m三個部位；輻射體各輔助設(shè)施（計算機房、供電室等）作業(yè)人員經(jīng)常操作的位置，測量部位距地面0.5m、1.0m、1.7m；輻射體附近的固定哨位、值班位置等。

　　數(shù)據(jù)處理：求出每個測量部位平均場強值（若有幾次讀數(shù)）

　　根據(jù)各操作位置的E值按國家標(biāo)準(zhǔn)《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》作出分析評價。