В теории приема и измерения характеристик электромагнитного поля часто используют эквивалентную схему, представленную на рис. 1, на которой Z> А – полное входное сопротивление антенны; Z>пр – полное входное сопротивление приемника; е – электродвижущая сила на выходе антенны
е = Е h>д, где Е- напряженность электромагнитного поля, h>д – действующая высота.
Рис.13 – Эквивалентная схема измерения характеристик ЭМП.
При согласованной нагрузки (оптимальный режим) Z> А = Z> ПР
Мощность и напряжение на входе приемника P, U.
На рис. 14 представлена эквивалентная схема входной цепей измерителей напряженности поля с диполем. Схема простая, так как отсутствуют усилители, какие либо согласующие устройства, кабели.
Рис.14 – Эквивалентная схема измерителя напряженности поля индукции диполем
Для схемы (рис. 13) напряжение на входном сопротивлении вольтметра (13.11),
где е= Eh>Д – эффективное значение ЭДС, наведенной полем в диполе, В;
С>д – собственная емкость диполя, Ф; R>BX – активная составляющая входного сопротивления вольтметра, Ом; С>вх – входная емкость вольтметра, Ф.
Из выражения для Uвх видно, что показания измерителя будут зависеть от частоты. Эта зависимость практически исключается, если величина ω>2 (С>д+Свх)> 2R>2>вх выбрана достаточно большой (что реализуется в активных антеннах). Для пассивного вибратора при низком входном сопротивлении измерителя (R>BX =50 ом), малом значении С>д = 5 пф Uвх будет <<е. Это означает, что измерения нельзя проводить (практически трудно измерить).
Проведенные натурные измерения для различных приемников и антенн дают другую картину.
Уровни измерений Е имеют отклонения от показаний, полученных с использованием калиброванных активных и пассивных антенн, соизмеримые с погрешностью метода измерения ближнего поля.
Коэффициент калибровки стандартных антенн приведенных в паспортах на антенны для дальнего поля и согласованных с регламентированной нагрузкой.
Отклонения результатов измерений лежат в пределах нескольких дБ на различных частотах. Это говорит о коэффициенте согласования Kc диполя с входом селективного вольтметра. Эта связь выражается так.
Е =e /h>д = Ка Uвх Kc
Коэффициент согласования для схем измерения имеет важное значение при проведении измерений, влияет на точность метода измерения в ближней и промежуточной зонах.
Действующая высота антенны h>Д
Связь между геометрической и действующей высотой вертикального вибратора при la <<λ: h>д=l>а /2. Действующая высота четвертьволнового вибратора h>д = λ/2π. Эти значения получены путем интегрирования косинусоидальной функции распределения тока штыревой антенны по ее физической высоте.
О коэффициенте калибровки.
Измерение E>с+п и Е>п для оценки защищенности ПЭМИ проводится вблизи технического средства при размещении антенны или измерителя в следующих случаях.
а. рядом с ТС на фоне естественных помех
б. рядом с ТС при использование генераторов помех.
в. на границ КЗ на фоне естественных помех
г. на границе КЗ при использование генераторов помех.
д. для получения абсолютных значений напряженностей при использовании в расчетах нормируемых помех.
е. для определения реального коэффициента затухания К>р. з.
Для вариантов б,г,е измерения требуются для получения отношения сигнал шум q и определения реального коэффициента затухания К>р. з.
q= E>с>СП / E>п>СП = (Ка U>вх>сп Кс) / (Ка U>п>сп. Кс) = U>вх >сп /U>п >сп.
Кр. з.=Ес1/Ec кз = (Ка Uвх. с1 Кс) / (Ка Uс кз. Кс) = Uвх. с1 /Uс кз.
Как видно из полученного выражения результаты оценки q не зависят от коэффициента согласования и калибровки при линейности входного измерительного тракта в динамическом диапазоне сигнала.