Пример S.5. Счетно-решающее устройство из S блоков, каждый длиной 47,5 см, испытывается на излучение в диапазоне 10 кГц - 30 МГц. Измерительная антенна размещена напротив среднего (3-го) блока устройства. С учетом промежутков между блоками длина каждого блока 55 см. Определим возможную погрешность иэ-за градиента поля и рассчитаем минимальное число перемещений установки с измерительной антенной на другое место, которые необходимо сделать для того, чтобы эта погрешность не превышала 2 дБ.

Из рис. 5.12 следует, что при общей длине испытуемых изделий д = 5.0,55 = 2,75 м граница между ближней и дальней зонами определяется на частоте 28 МГц. При этих условиях возможная погрешность измерений из-за увеличенного расстояния до дальнего края всего устройства должна быть примерно -14 дБ. Следовательно, измеренный уровень излучений может оказаться значительно меньше действительного.

Чтобы уменьшить погрешность до 2 дБ, необходимо, чтобы длина D была не более 0,8 м (см. рис. 5.12). Это значит, что число перемещений измерительной установки на другое место должно быть 2,75 м/0,8 м ~ 3.4. При трех измерениях D==0,93 м и погрешность приблизительно -2,5 дБ. Выбрав число перемещений 4, получим D =i 0,7 м и погрешность -1,5 дБ.

5.4.2. Погрешности из-за градиента поля, связанные с шириной основного лепестка измерительной антенны

Угол, определяющий ДН основного лепестка измерительной антенны, может быть сравним с углом 0 или меньше его. 6 - угол между направлениями от антенны на испытуемый блок (кратчайшее расстояние до блока) и на точку фактического излучения. Это может явиться еще одним источником погрешности из-за градиента поля. Такой угол можно вычислить, пользуясь уравнением

е = 2 tg-i {R,.D/2).

(5.29)

Таблица 5.12

Для = 1 м можно различать: 1) малогабаритные изделия, для которых D < 0,3 м и D = 0,3 м; 2) одиночные консольные стойки с D = 0,5 м; 3) двойные консольные стойки с D == 1 м. Пользуясь

уравнением (5.29), можно найти зависимость между длиной испытуемого изделия и углом 0 (табл. 5.12).

Чтобы связать эти данные с максимально допустимым коэффициентом усиления измерительной антенны, восполь-

зуемся зависимостью (в принципе справедливой для условий измерений вне экранированной камеры):

С, ах = 4 каД, (5.30)

где а = 0,43 для параболических рефлекторов; а = 0,25 для рупорных антенн: а = 0,33 для средней типовой антенны с большим коэффициентом усиления.

Пользуясь данными табл. 5.12 и уравнением (5.30), можно найти зависимость между величинами D и Gn,ax З мерительной антенны {табл. 5.13).

Данные в табл. 5.12 и 5.13 целесообразно сопоставить с параметрами практически используемых измерительных антенн в диапазоне выше 0,2 ГГц (табл. 5.14). Многие из них имеют значительный коэффициент усиления, особенно по сравнению с коэффициентом усиления антенны диполя (G = 1,6...2 дБ).

В диапазоне ниже 30 МГц стержневые антенны имеют все-направленную диаграмму и, следовательно, источника описываемой погрешности нет. В диапазоне 30-200 МГц семейство диполей и биконические антенны тоже не имеют погрешностей из-за градиента поля, если длина испытуемого изделия меньше 2 м и = 1 м (см рис. 5.11). Для этих условий угол между двумя направлениями, о котором

Таблица 5.14

Тип антенны

Диапазон частот, ГГц-

Л1инимальная ширина лепестка, град

Коническая логарифмическая спиральная

Двугребневая волноводная

0,2-1 1-10 0,2-1 1-10

6 13 12

70 60 35 40

ГТШШ

Образеи/штй ЪОа

Рйна стойка или коксоль

длиной ПОсм Jide стойки или тисоли

длиной т Ц5сн

1DB т т see г-ю s-w гю* зю* Частота, МГц

Рис. 5.13. Маскпмально допустимый коэффициент усиления измерительной антенны при измерениях ЭМП на расстоянии I м

упоминалось, может составлять б = 2tg-* lRnD/2] = 90°. Однако, если ширина основного лепестка измерительной антенны на уровне -3 дБ составляет 90°, то и погрешность измерений в крайнем направлении от антенны также 3 дБ. Кроме того, из графиков на рис. 5.11 следует, что для дальней зоны при рассматриваемой величине ± D/2 погрешность тоже 3 дБ и, следовательно, общая погрешность в этом случае около 6 дБ.

Если проводить измерения в условиях дальней зоны при /? = 1 м с помощью антенны, ширина основного лепестка которой определяется на уровне не ниже -3 дБ, то можно связать максимально допустимые коэффициенты усиления антенны с частотами, на которых это усиление не должно превышаться (рис. 5.13).

Из рис. 5.13 следует, что коническая логарифмическая спиральная антенна может использоваться в диапазоне выше 0,2 ГГц, поскольку ее коэффициент усиления никогда не превышает 10 дБ. Согласно рис. 3.19 двугребневая волноводная рупорная антенна имеет коэффициент усиления более 10 дБ, начиная с частоты 360 МГц. Из рис. 3.19 следует, что угол ДН основного лепестка (по ослаблению 3 дБ) этой антенны таков, что ее можно использовать для испытаний двойной стойки или консоли еще в условиях дальней зоны при усилении 12 дБ. Такой же вывод можно сделать по данным табд. 5.15, где;? Л/2 = tg (0/2)= tg 17,5°=