RU2729456C2 - Способ калибровки магнитных антенн - Google Patents
Способ калибровки магнитных антенн Download PDFInfo
- Publication number
- RU2729456C2 RU2729456C2 RU2019101719A RU2019101719A RU2729456C2 RU 2729456 C2 RU2729456 C2 RU 2729456C2 RU 2019101719 A RU2019101719 A RU 2019101719A RU 2019101719 A RU2019101719 A RU 2019101719A RU 2729456 C2 RU2729456 C2 RU 2729456C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- solenoid
- antenna
- magnetic antenna
- magnetic field
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Изобретение относится к антенной технике. Способ калибровки магнитной антенны (рамочной или ферритовой) по чувствительности к напряженности магнитного поля, состоящей из катушки индуктивности, колебательного контура, настроенной в резонанс путем внесения калибруемой магнитной антенны в уже известное по напряженности и частоте магнитное поле и определения чувствительности магнитной антенны, заключается в том, что для определения волнового сопротивления магнитной антенны, волновое сопротивление соленоида известно и задается его реактивностью, в плоскость однородного магнитного поля соленоида вноситься магнитная антенна, а волновое сопротивление магнитной антенны определяется по равенству реактивных сопротивлений соленоида, создающего магнитное поле и магнитной антенны, определяемой по максимальной чувствительности калибруемой магнитной антенны.
Description
Способ калибровки рамочных магнитных антенн и ферритовых магнитных антенн по чувствительности к напряженности магнитному полю и волновому сопротивлению относится к радиотехнике, далее магнитная антенна (МА).
Из [1] известен способ калибровки магнитных антенн с помощью колец Гельмгольца, когда испытуемая МА вносится в магнитное поле двух магнитных колец/рамок. Однако по такому способу нельзя определить волновое /характеристическое/сопротивление МА.
Волновое сопротивление МА необходимо знать при разработке приемных устройств, в частности ферритовых МА, например в [2], способ, позволяющий определить расстояние до объекта радиоизлучения в ближней зоне по волновому сопротивлению приемной ферритовой МА из одной точки.
Из электротехники известно, что максимальная мощность выделяется в нагрузке тогда, когда сопротивление нагрузки равно сопротивлению генератора. Это условие действует и в радиотехнике. На этом принципе и основывается предлагаемый способ калибровки МА по чувствительности к магнитному полю и определения по нему волнового сопротивления МА.
В системах связи волновое сопротивление может значительно меняться с расстоянием [стр. 159, 3], особенно в ближней, индуктивной зоне.
Известны и другие способы калибровки МА, например, приведенные на сайте: patents.su/2-987730-sposob-kalibrovki-magnitnykh-antenn.html, но при каком волновом сопротивлении происходит калибровка, не указывается.
А также см. Метод калибровки рамочных магнитных антенн больших геометрических размеров. А.А. Галахов, Ю.В. Федоренко, журнал Измерительная техника, №6, 1990, с. 48-49.
Реализация способа
Наиболее близким к предлагаемому способу калибровки МА является способ по созданию калиброванного магнитного поля цилиндром, соленоидом, цилиндрическая катушка, состоящая из большого числа витков проволоки [стр. 400-401, 4], где напряженность магнитного поля в соленоиде создается током протекающем по его катушке индуктивности и определяется по формуле
где n - число витков провода в катушке соленоида;
I - ток в катушке соленоида;
d - длина намотки провода соленоида;
r - радиус окружности соленоида,
катушка соленоида однослойная.
Волновое сопротивление поля соленоида задается и определяется из его индуктивного сопротивления, например с помощью измерителя индуктивности. Реактивное сопротивление катушки соленоида вычисляется по известной формуле:
где f – частота, на которой производится калибровка МА;
L - индуктивность катушки соленоида.
ZВ - волновое сопротивление поля, создаваемое катушкой индуктивности соленоида.
Калибровка МА происходит при разных индуктивностях катушек соленоида, т.е. при разном волновом сопротивлении поля излучателя. Напряженность поля излучателя должна быть постоянной или эта величина должна учитываться при вычислениях. Мощность излучения, создаваемая полем катушки соленоида, должна быть одинаковой или учитываться в расчетах, так как из [стр. 117, 5] реактивная мощность магнитного поля порождается индуктивностью соленоида и определяется, как
где UL - напряжение на катушке соленоида на резонансной частоте МА;
I - ток в катушке соленоида.
Из формул (2) и (1) следует, что при изменении индуктивного сопротивления катушки соленоида путем изменения числа витков при одной и той же длине намотки катушки, но при разном диаметре провода катушки, будет меняться индуктивность, а по сути, будет меняться волновое сопротивление в поле соленоида. Таким образом, задается волновое сопротивление поля излучателя. При этом необходимо поддерживать одинаковую напряженность поля или мощности на излучение, либо учитывать это изменение при вычислениях.
Например, для равенства напряженности поля в соленоиде, формулы (1), при изменении числа витков провода, путем изменения его в сторону уменьшения или увеличения диаметра провода, повлечет изменение индуктивности. Это изменит реактивное сопротивление соленоида, а по сути, приведет к изменению волнового сопротивления поля. Уравнивать напряженность поля соленоида необходимо током соленоида или учитывать эти изменения в расчетах.
Аналогично и по формуле (2).
Чувствительность МА, как известно из [стр. 86, 174, 175, 6] определяется передаточной функцией МА, как
где ЕA - ЭДС на катушке индуктивности испытуемой/калибруемой МА.
Пример изготовления одного из соленоидов.
Соленоид изготавливался из трубы материала ПВХ (пластик, труба для канализации) диаметром 110 мм с длиной намотки медным проводом диаметром ~1 мм, составила 245 мм, число витков 240, измеренная индуктивность составила 2,73 мГн, активное сопротивление провода составило 3,4 Ом.
Расчетное волновое сопротивление на частоте 11 кГц для соленоида, считаем по формуле (2) составило: ZВ=2π 11000 0,00273=188,6 Ом.
Ток соленоида задавался следующим образом. Последовательно катушке индуктивности соленоида включалось активное сопротивление, параллельно которому подключался вольтметр, после чего подключался генератор. По вольтметру согласно Закону Ома определялся ток соленоида. По формуле (1) определялась напряженность магнитного поля соленоида.
Испытуемая МА помещалась вовнутрь катушки индуктивности соленоида. На резонансной частоте МА измерялась ЭДС на ее катушке индуктивности, и по формуле (4) определялась чувствительность к магнитному полю.
Количество соленоидов для точного определения волнового сопротивления МА нужно несколько с разным волновым сопротивлением. Затем полученные значения чувствительности сравниваются между собой. И по максимальному значению чувствительности МА определяется, при каком индуктивном сопротивлении соленоида было получено это значение, тем волновым сопротивлением и обладает калибруемая МА.
Существенным отличительным признаком предлагаемого способа калибровки МА по магнитному полю является возможность с помощью разных по волновому сопротивлению соленоидов - излучателя, менять его индуктивное сопротивление и по максимальной чувствительности определять волновое сопротивление МА с высокой точностью, чего не дает их расчет.
Предлагаемый способ соответствует критерию новизны и отвечает требованию критерия существенное отличие, так как ни в одном из известных способов не определяется экспериментально волновое сопротивление МА.
ЛИТЕРАТУРА
1. С.Г. Калихман, Я.М. Левин. Основы теории расчета радиовещательных приемников на полупроводниковых приборах. Изд. «Связь», М., 1969.
2. SU 1669284 А1.
3. Отт Г. Методы подавления шумов и помех в электронных системах. М.: Мир, 1979.
4. Б.М. Яворский, А.А. Детлаф. Справочник по физике. Издание 3, М., Изд. «Наука», 1965.
5. И.П. Жеребцов. Электрические и магнитные цепи. Основы электротехники. - Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отделение, 1982.
6. И.Ф. Огороднейчук, И.Я. Журавлев, В.И. Яцишин. Низкочастотная беспроводная связь в шахтах. М., «Недра», 1975.
Claims (1)
- Способ калибровки магнитной антенны (рамочной или ферритовой) по чувствительности к напряженности магнитного поля, состоящей из катушки индуктивности, колебательного контура, настроенной в резонанс путем внесения калибруемой магнитной антенны в уже известное по напряженности и частоте магнитное поле и определения чувствительности магнитной антенны, отличающийся тем, что для определения волнового сопротивления магнитной антенны, волновое сопротивление соленоида известно и задается его реактивностью, в плоскость однородного магнитного поля соленоида вноситься магнитная антенна, а волновое сопротивление магнитной антенны определяется по равенству реактивных сопротивлений соленоида, создающего магнитное поле и магнитной антенны, определяемой по максимальной чувствительности калибруемой магнитной антенны.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019101719A RU2729456C2 (ru) | 2019-01-22 | 2019-01-22 | Способ калибровки магнитных антенн |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019101719A RU2729456C2 (ru) | 2019-01-22 | 2019-01-22 | Способ калибровки магнитных антенн |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019101719A3 RU2019101719A3 (ru) | 2020-07-22 |
RU2019101719A RU2019101719A (ru) | 2020-07-22 |
RU2729456C2 true RU2729456C2 (ru) | 2020-08-06 |
Family
ID=71741500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019101719A RU2729456C2 (ru) | 2019-01-22 | 2019-01-22 | Способ калибровки магнитных антенн |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2729456C2 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU987730A1 (ru) * | 1980-04-10 | 1983-01-07 | Предприятие П/Я М-5566 | Способ калибровки магнитных антенн |
SU1109675A1 (ru) * | 1982-10-15 | 1984-08-23 | Предприятие П/Я М-5566 | Устройство дл калибровки магнитных антенн |
SU1140196A2 (ru) * | 1982-10-15 | 1985-02-15 | Предприятие П/Я М-5566 | Способ калибровки магнитных антенн |
SU1216744A1 (ru) * | 1984-01-02 | 1986-03-07 | Предприятие П/Я М-5566 | Устройство дл калибровки магнитных антенн |
DE4010448A1 (de) * | 1990-03-31 | 1991-10-02 | Rohde & Schwarz | Anordnung zum kalibrieren von rahmenantennen |
-
2019
- 2019-01-22 RU RU2019101719A patent/RU2729456C2/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU987730A1 (ru) * | 1980-04-10 | 1983-01-07 | Предприятие П/Я М-5566 | Способ калибровки магнитных антенн |
SU1109675A1 (ru) * | 1982-10-15 | 1984-08-23 | Предприятие П/Я М-5566 | Устройство дл калибровки магнитных антенн |
SU1140196A2 (ru) * | 1982-10-15 | 1985-02-15 | Предприятие П/Я М-5566 | Способ калибровки магнитных антенн |
SU1216744A1 (ru) * | 1984-01-02 | 1986-03-07 | Предприятие П/Я М-5566 | Устройство дл калибровки магнитных антенн |
DE4010448A1 (de) * | 1990-03-31 | 1991-10-02 | Rohde & Schwarz | Anordnung zum kalibrieren von rahmenantennen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2019101719A3 (ru) | 2020-07-22 |
RU2019101719A (ru) | 2020-07-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI73320C (fi) | Nmr-spolarrangemang. | |
KR900002467B1 (ko) | Nmr용 라디오 주파수 장 코일 | |
Attaran et al. | Reliable RF B/E-field probes for time-domain monitoring of EM exposure during medical device testing | |
RU2729456C2 (ru) | Способ калибровки магнитных антенн | |
Jomaa et al. | Near-field measurement system with 3D magnetic-field probe design for dosimetric applications | |
RU2019142486A (ru) | Индукционное определение характеристик металлического объекта, внедренного в бетон, и соответствующее устройство обнаружения | |
EP0670044A1 (en) | NMR apparatus including an rf coil assembly for generating a homogeneous rf field in a working region externally of the apparatus | |
US20090174406A1 (en) | NMR Probe | |
JP6887346B2 (ja) | 高周波コイルユニット及び磁気共鳴イメージング装置 | |
JP2017531195A (ja) | 低周波数における試料からの微弱電磁信号を測定するための装置及び方法 | |
JP7496126B2 (ja) | 放射線量測定システム | |
Ishii et al. | Impedance method for a shielded standard loop antenna | |
JP2009264972A (ja) | Nqr検査用アンテナ及びこれを用いたnqr検査装置 | |
Attaran et al. | Time-domain monitoring of EM exposure during medical device testing | |
RU2164028C2 (ru) | Способ измерения напряженности электромагнитного поля | |
US1768251A (en) | Electric wave transmission device | |
CN201796131U (zh) | 一种二维低频射频场矢量测量工具 | |
US7863886B2 (en) | Method for determining the resonant frequency(s) of an energized power line carrier line (wave) trap | |
Ulvr | Calibration of magnetic field meters up to 50 kHz at CMI | |
Rispoli et al. | Effects of coplanar shielding for high field MRI | |
Neese et al. | Underground tunnel detection using EM waves | |
KR20150072618A (ko) | 소동물 mrⅰ 시스템용 수신단 rf 코일 | |
Mirzaei et al. | Investigating suitable positions in power transformers for installing UHF antennas for partial discharge localization | |
RU2483332C1 (ru) | Устройство для измерения компонент вектора плотности тока в проводящих средах | |
Harm et al. | CVNA calibration method for electrically small loop antennas from 9 kHz to 30 MHz |