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

　�、倥紭O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高阻傳輸線或光纜送入數(shù)據(jù)處理和顯示電路；當 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；—天線縫隙電容和負載電容；—負載電阻。

　　當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)；—偶極子與高頻感應電壓間比例系數(shù)；—分別對應于 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�？梢姡�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，因此經過校準后， 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。沿 三個方向分布的熱電偶元件最大尺寸應小于最高工作頻率波長的1/4.避免諧振。

　�、鄞艌鎏筋^：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。環(huán)天線感應電勢為：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)測的質量，應對這類儀器電性能提出基本要求：各向同性誤差dB；系統(tǒng)頻率響應不均勻度dB；靈敏度0.5V/m；校準精度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)經校準后，用于環(huán)境電磁輻射測量。

　　①場強儀（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。

　　當被測場是脈沖信號時，不同帶寬對應的值不同。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：應符合行業(yè)標準和儀器標準中規(guī)定的使用條件。測量記錄表應注明環(huán)境溫度、相對濕度。

　　測量儀器：可使用各向同性響應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，應在測量點調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進行測量，每個測點連續(xù)測5次，每次測量時間不應小于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，應適當延長測量時間。

　　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；輻射體各輔助設施（計算機房、供電室等）作業(yè)人員經常操作的位置，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值按國家標準《電磁輻射防護規(guī)定》作出分析評價。