УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ ОПАСНЫХ УРОВНЕЙ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОГО ПОЛЯ Советский патент 1968 года по МПК G01R29/08 

Известны устройства для измерения биологически опасных уровней пиковых плотностей мощности, состоящие из антенны, аттенюатора, детектора, усилителя и индикатора. Используемая в них переносная аппаратура, предназначенная для измерения шумовых помех, построена по супергетеродинным схемам и не обеспечивает точности измерений, в особенности импульсных сигналов.

Предлагаемое устройство отличается тем, что между детектором и антенной включен модулятор, управляемый внешним генератором прямоугольных импульсов, а в качестве индикатора использован индикатор пикового уровня. Между антенной и детектором параллельно включен генератор стабильного уровня.

Это позволяет увеличить чувствительность устройства и расширить динамический диапазон измерений, а также компенсировать изменение усиления под воздействием дестабилизирующих факторов.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из антенны-зонда 1, предварительного аттенюатора 2, модулятора СВЧ-энергии 3, диодного СВЧ-детектора 4, низкочастотного аттенюатора 5, усилителя 6, пикового детектора 7 и индикатора 8. Модулятор управляется генератором 9 прямоугольных импульсов. Калибровка тракта усилений и индикации, включая все нестабильные элементы, проверяется в рабочей (отсчетной) точке путем подачи калиброванной мощности высокой частоты от генератора 10 стабильного уровня.

Основной особенностью устройства является использование одновременно модуляции сигнала СВЧ (с глубиной и скважностью, близкими к единице) и отсчета импульсного сигнала по пиковому уровню. Это позволяет полностью удовлетворить требования, предъявляемые к исследовательской аппаратуре, предназначенной для измерения плотности потока мощности - (ППМ) биологически опасных уровней, в частности, в отношении чувствительности, инерционности, точности, пределов модуляции СВЧ-излучений и «точечности» зонда. Применение периодической модуляции позволяет существенно повысить чувствительность устройства благодаря использованию усилителей переменного тока, обладающих достаточно малым дрейфом нуля и высокой стабильностью усиления. Однако полная реализация возможностей усилителей переменного тока при обычном способе модуляции сигнала по низкой частоте практически невозможна вследствие трудностей нейтрализации паразитного просачивания модулирующего напряжения.

Описываемое устройство использует простую схему модулятора до СВЧ-детектора, обеспечивающую дополнительный выигрыш (20-40 дб).

Проведенные исследования опытного образца показали, что при измерении как модулированных, так и немодулированных сигналов чувствительность всего устройства, выполненного в переносном варианте (общий вес около 3 кг), составляет со входа СВЧ 10^-8-10^-6 вт (при инерционности 10^-5-10^-3 сек).

Применение высокочувствительных схем усиления и отсчета по пиковому уровню позволяет использовать квадратичный участок характеристики диода-детектора. Это обеспечивает в широком диапазоне частот и скважностей сигнала необходимую стабильность усиления и возможность использования правой части шкалы индикатора (для грубого отсчета или для оценки степени отклонения сигнала от отсчетного уровня).

Модулятор является основным элементом устройства. Он может быть выполнен на диодах, термисторах, специальных р-i-n-структурах, газоразрядных приборах и т.п.

1. Устройство для измерения биологически опасных уровней сверхвысокочастотного поля, состоящее из антенны, аттенюатора, детектора, усилителя и индикатора, отличающееся тем, что, с целью увеличения чувствительности и расширения динамического диапазона между детектором и антенной включен модулятор, управляемый внешним генератором прямоугольных импульсов, а в качестве индикатора использован индикатор пикового уровня.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью компенсации изменения усиления под воздействием дестабилизирующих факторов, между детектором и антенной параллельно включен генератор стабильного уровня.