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場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量與場(chǎng)強(qiáng)儀/電磁輻射檢測(cè)儀
閱讀：5680 發(fā)布時(shí)間：2017-3-7場(chǎng)強(qiáng)是電場(chǎng)強(qiáng)度的簡(jiǎn)稱,，它是天線在空間某點(diǎn)處感應(yīng)電信號(hào)的大小，以表征該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,。其單位是微伏/米(μv/m),，為方便起見，也有用dBμv/m(0dB=1μv),。
一,、場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量
場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)量如圖所示。當(dāng)天線在空中與被測(cè)信號(hào)極化方向相同時(shí)取得zui大感應(yīng)信號(hào),，一般可用射頻（RF）的有效值型電平表（電壓表）來(lái)測(cè)量,。其測(cè)量原理如圖所示。
當(dāng)線路匹配良好時(shí),，儀表讀取的電平值是儀表輸入端口（一般50Ω或75Ω）所取得的射頻電壓Er（dBμv),。Er可用下式表示
Er=E+Ga+20lgle-Lf-6 --- （1）
Er為儀表輸入口的讀取電平（dBμV）；
E為電場(chǎng)強(qiáng)度（dBμV/m）,；
Ga為接收天線增益（dB）,，如果采用半波長(zhǎng)偶極天線時(shí)Ga=0dB；
le為接收天線有效長(zhǎng)度（λ/π）,；
Lf為接收饋線損耗（dB）,；
6為從終接值換算開放口的校正值（dB）。
而電場(chǎng)強(qiáng)度E（dBμV/m）則可從（1）式求出,，即：
E =Er-Ga-20lgle+Lf+6 --- （2）
現(xiàn)舉實(shí)例具體說(shuō)明：設(shè)測(cè)試頻率228.25MHz(λ=1.31m)
則20lgλ/π=20lg1.31/π≈-7.6dB,；
接收天線為半波長(zhǎng)偶極天線，Ga=0dB,；Lf選用衰減10dB/100m型電纜,，實(shí)用長(zhǎng)度10m時(shí)衰減為1dB；儀表指示電平為15dBμV,。
將上列數(shù)據(jù)代入（2）式時(shí),，即得E =Er-Ga-20lgle+Lf+6
=15-0-（-7.6）+1+6
=15+7.6+1+6
=29.6dBμV/m
二、場(chǎng)強(qiáng)儀
*,，電平表是以分貝（dB）作單位,，如dBμV、dBmV,、dBm,，而電壓表則是以伏特（V）作單位，如V,、mV,、μV,、KV等。其實(shí)電平,、電壓都是同一個(gè)物理量,，因此，在很多場(chǎng)合這兩種單位在一個(gè)儀器中同時(shí)標(biāo)出,，這從某種意義上來(lái)說(shuō),，電壓表也是電平表，電平表也是電平壓表,，只不過(guò)習(xí)慣上把它分開稱呼而已,。
場(chǎng)強(qiáng)儀故名思意是測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)的儀器。場(chǎng)強(qiáng)儀的量值是μV/m作單位,，它里面有一個(gè)長(zhǎng)度單位m,。從原理上來(lái)說(shuō),，電平表（或電壓表）它量度的電壓值是在儀表的輸入端口,，而場(chǎng)強(qiáng)儀所量度的電壓（或叫電勢(shì)）是天線在空中某一點(diǎn)感應(yīng)的電壓。嚴(yán)格來(lái)說(shuō),，場(chǎng)強(qiáng)儀是由電平表和天線組成,。
就目前市面上的場(chǎng)強(qiáng)來(lái)看，它們也是將電平表的技術(shù)指標(biāo)與天線分開,。如日本安立公司ML524場(chǎng)強(qiáng)儀主機(jī)就是按一個(gè)電平表給出技術(shù)指標(biāo),，頻率范圍、靈敏度,、電平測(cè)量范圍,、電平測(cè)試精度，而天線MP534A,、MP666A作為選件,，按頻段給出技術(shù)指標(biāo)和天線系數(shù)。目前國(guó)內(nèi)無(wú)線領(lǐng)域常用的南韓生產(chǎn)的PTK3201場(chǎng)強(qiáng)儀,，它也是按電平表給出指標(biāo),，頻率范圍0.1～2000MHz，靈敏度0.3mV等都是以儀器輸入端口給定,，有一根鞭裝天線,，沒(méi)有天線系數(shù)，只能定性地測(cè)量信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)大小,，如果要測(cè)定dBμV/m 場(chǎng)強(qiáng),，則要選配測(cè)量天線。
由此可見,，電平和場(chǎng)強(qiáng),、電平表和場(chǎng)強(qiáng)儀是有很大區(qū)別的,。可是在一些場(chǎng)合常被混淆了,，特別是在我國(guó)有線電視行業(yè)范圍內(nèi),，有線電視信號(hào)是測(cè)量同步頭的電平來(lái)量度，以dBμV作單位,，本應(yīng)該叫做電視信號(hào)電平表,，或電平表，然而從中國(guó)搞公用天線開始,，不知怎么都叫它做場(chǎng)強(qiáng)儀,。世界上zui早的有線電視場(chǎng)強(qiáng)儀是日本利達(dá)公司生產(chǎn)的LFC944，利達(dá)原文是電視信號(hào)電平表,，從那時(shí)起很多人把它稱作場(chǎng)強(qiáng)儀,，筆者曾多次在CATV行業(yè)內(nèi)提出應(yīng)該稱作電平表，也許是稱呼人太多,，至今仍叫場(chǎng)強(qiáng)儀,，甚至外國(guó)人在中國(guó)交流時(shí)也只好認(rèn)可這一稱呼，那只有以誤就誤了,。關(guān)于有線電視范圍內(nèi)"誤稱"的場(chǎng)強(qiáng)儀,，筆者已將它分類為電視場(chǎng)強(qiáng)儀、電視頻譜圖像場(chǎng)強(qiáng)儀,、CATV分析儀,、頻譜分析儀已得到同行和專家們認(rèn)可，這里不詳述,。
三,、頻譜分析儀與場(chǎng)強(qiáng)儀
就場(chǎng)強(qiáng)儀來(lái)說(shuō)，它與天線關(guān)系非常密切,，如果要求一定的測(cè)量精度,，那么從式（1）就知，它直接與天線增益Ga有關(guān),，再則是天線的工作頻率范圍有關(guān),，這是zui起碼的要求，因此不能說(shuō)隨便找一根天線接在電平表上就行了,。故在實(shí)踐中,，這種天線稱之為測(cè)試天線，它有嚴(yán)格技術(shù)指標(biāo),，如頻率范圍,，天線增益以及阻抗、駐波比,、前后比等等,。為適應(yīng)它的頻率范圍其形狀大有區(qū)別,，有鞭壯天線，半波振子天線,，對(duì)數(shù)周期天線,，環(huán)行天線等。要求高的測(cè)試天線,，價(jià)格也相當(dāng)高,，如日本安立的測(cè)試天線大概是主機(jī)的1/4。
以前場(chǎng)強(qiáng)儀總是將天線配套供給,，即是說(shuō)一臺(tái)場(chǎng)強(qiáng)儀必然是主機(jī)（電平表）配天線,。隨著電子技術(shù)和電子測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，特別是20世紀(jì)80年代以來(lái),，頻譜分析儀大量使用,，單一的場(chǎng)強(qiáng)儀就越來(lái)越少了，甚至單一的電平表也都越來(lái)越少了（除非專業(yè)性很強(qiáng)的用途）,，因?yàn)樗墓δ芸梢杂妙l譜儀代理替,。從原理上來(lái)說(shuō)頻譜儀、電平表,、場(chǎng)強(qiáng)儀（主機(jī)）基本原理方框是一樣的,。頻譜儀本身就是測(cè)量頻譜范圍內(nèi)的信號(hào)電平，如果用"零跨導(dǎo)"則就是一個(gè)選頻電平表,。如果加上標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試天線在頻譜儀上不就是可測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)了嗎！比較好的頻譜儀,，它可以將天線系數(shù)存在機(jī)內(nèi),，使用時(shí)直接顯示場(chǎng)強(qiáng)數(shù)值μV/m。如安捷倫公司,、安立公司頻譜儀大都有天線系數(shù)存儲(chǔ)功能,。
就日本安立公司而言，80年代生產(chǎn)的場(chǎng)強(qiáng)儀ML518,、HM650,、MH649銷量較大，中國(guó)也買不少,，80年代末生產(chǎn)的ML521/214系列的場(chǎng)強(qiáng)儀銷量顯著下降,，因?yàn)樗c此同時(shí)生產(chǎn)了頻譜分析儀MS610、MS2601等,，而場(chǎng)強(qiáng)儀,、頻譜儀都可用同樣的天線MP534、MP651,、MP663等測(cè)量場(chǎng)強(qiáng),。它們指標(biāo)差不多,，價(jià)格也差不多。用戶當(dāng)然選用功能強(qiáng)大的頻譜儀,。目前就我國(guó)產(chǎn)的場(chǎng)強(qiáng)儀來(lái)說(shuō)也很少生產(chǎn),，其主要原因也是由于頻譜儀代替。
用頻譜儀加上測(cè)試天線可以測(cè)量場(chǎng)強(qiáng),，當(dāng)頻譜儀可以存天線系數(shù)的,，那么可以直接顯示μV/m單位場(chǎng)強(qiáng)。如果不可存天線系數(shù)頻譜儀,，則需要按前述的式（2）代入天線系數(shù)進(jìn)行計(jì)算,。如果用沒(méi)有天線系數(shù)的一般接收信號(hào)用的天線，那么只能在空間測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱,，而不能得出場(chǎng)強(qiáng)μV/m量值,，即只能作定性測(cè)試分析，不可作定量測(cè)試分析,。
綜合上述,，在場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量中，它取得的結(jié)果應(yīng)是μV/m為單位,，而由于電子技術(shù)和電子測(cè)量技術(shù)的發(fā)展單一功能的場(chǎng)強(qiáng)儀已很少,，zui常使用頻譜分析儀，較嚴(yán)格的測(cè)量時(shí)還應(yīng)選擇測(cè)試用天線,。