新型电磁辐射传感器的研究new

《新型电磁辐射传感器的研究new》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第36卷第3期南开大学学报(自然科学版)V01．36N932003年9月ActaScientiarumNaturaliumUniversitatisNankaiensisSep．2003文章缩号：0465-7942(2003)03—0077—04新型电磁辐射传感器的研究孙桂玲李维祥赵昕王欣伟刘兵刘准(1．南开大学信息技术科学学院电子信息科学与技术系，天津300071；2．南开大学化学学院有机化学研究所，天津300071)摘要：本文采用“米”字天线阵组成新型电磁辐射传感器，能实时检测电磁辐射，该传感器具有良好的方向性、测量精度高、响应时间快、体积小、幅频特性平坦和频带宽等优点．关t词：

2、电磁辐射传感器；天线阵；频带；幅频特性中圈分类号：TM937文献标识码：A0引言随着家用电器的普及、通讯事业的迅猛发展，的确给人们生活带来了极大的便利，人们的生活方式发生了巨大的变化，但随之带来的电磁辐射污染也日趋严重，正逐渐成为水污染、大气污染、噪声污染之后的第四大污染．由于电磁辐射无色、无味、看不见、摸不着，人们无法通过感觉器官觉察这种隐形污染，研究已经证实，超过一定程度和一定时间的电磁辐射会对人们产生不同程度的影响．鉴于此，研究出新型电磁辐射传感器，由该传感器组成的宽频带多功能电磁辐射检测仪，不仅以数字和模拟两种方式实时显示电磁辐射值，还具有语音播报功能，其原理框图见图1．圈l

3、电磁辐射检仪原理框圈FiglBlockdiagramoftheelectromagneticradiationmeter传感器原理与结构首先由自行设计的天线阵把电磁辐射信号接收下来，然后由点接触型二极管完成检波，再经滤波网络、放大电路变成电压信号，其传感器组成原理框图见图2．收稿日期：2003—04—20基金项目：CCHEP-CIDAprojectfunds资助项目(282／19736—400)作j-f筒介：孙桂玲(1964一)，女，天津人，副教授，主要从事传感器与智能控制研究．·78·南开大学学报(自然科学版)第36卷电t辐射至模教转换天线阵-，r检波滤波放大圈2传感器原理框图Fi

4、g2Blockdiagramofsensor1．1天线阵的设计设计的新型传感器，由“米”字天线阵来实时检测电磁辐射．“米”字天线阵是由同样粗细和长度的直导体构成(其粗细和长度是经过计算得到的)，其结构见图3．在中间端点进行馈电，设计的关键是注意阻抗匹配．1．2波检选择点接触型二极管，它的伏安特性为：I—I(e一1)其中一反向饱和电流，I一ATe一，q一电子电荷，五玻耳兹曼常数，丁一热力学温度，一常数，一肖特基势垒高度．图3“米”宇天线阵结构图gftgg~ttR=1：kTe一Fig3Mechanismof“米”antennaarray在小信号零偏时，结电阻R。一：，从此式可以看出，当环

5、境温度发生变化时，结电阻随之而变，影响测量的精确度，易引起测量厶误差，采取的措施是，通过单片机处理系统进行温度补偿，首先将传感器探头远离测试场，单片机将此时测到的电磁辐射视为零，即为较零过程，过一段时间Rj后重复较零．这可解决温漂产生的影响．垂宣电阻点接触型二极管等效电路见图4．R一般远高于同轴线特性阻抗，并随信号而变化，为使检波二极管实现宽带匹配和提高稳定性，所以，Fjg4安装。：三匹配电阻R，R、L是补偿电阻和电感，改善宽带。匹配特性和频响的平坦性．1．3滤波与放大滤波采用巴特沃斯滤波网络．第一级放大采用了低功耗运算放大器AD620，其电路参数见图5，采用图5所示的放大电路，取得

6、了很好的放大效果．来自滤波电路转换图5放大部分电路图Fig5Circuitofamplifier第3期孙桂玲等：新型电磁辐射传感器的研究·79·2传感器特性测量2．1传感器测量系统测量系统见图6图6传感器测量系统框图Fig6Blockdiagramofsensormeasurementsystem2．2测量仪器(1)美国FLUKE公司生产的FLUKE6071合成信号源，频率范围：200kHz~1040MHz，输出功率：+19～140dBm；(2)美国AR公司生产的AR50W1000功率放大器，频率范围：1～1o00MHz，最大输出功率为50W；(3)美国AR公司生产的FM2000场强

7、监视器，频率范围：9kHz1000MHz，测量场强范围：1～300vm_。；(4)SOLARTRONSCHLUMBERGER，7150DIGITALMULTIMETER；50(5)TEM小室．4u2．3测量结果301)响应特性利用上述测量系统，在频率为20950MHz，OP07增益为2．34条件下，得到传感器响应测1o试曲线如图7所示．．U(V)2)幅频特性利用上述测量系统，在场强为10vm-1条件下，得到传感器的幅频特性曲线如图8所示．图7传感器响应特性