W ramach sprzętu i anten amatorskich stacji radiowych często zachodzi konieczność pomiaru poziomu promieniowania elektromagnetycznego o częstotliwości radiowej zakresu. Profesjonalny sprzęt do takich pomiarów rzadko dostępna radioamatorów, ale dopuszczalne dla praktyki dokładnością ocenić natężenie pola elektrycznego wytwarzanego przez radiostacją, można za pomocą prostych domowych urządzeń.
W ostatnim czasie zauważalny uwagę przywiązuje się do środków ograniczenia oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego na człowieka. Kwestie te są regulowane przepisami federalnymi przepisami sanitarnymi, przepisami i normami higienicznymi [patrz, na przykład, 1]. W naszym kraju dla pomieszczeń mieszkalnych program najwyższe dopuszczalne poziomy natężenia pola elektrycznego 10 W/m (do pasa częstości 3...30 Mhz) i 3 W/m (30...300 Mhz). W wielu krajach europejskich istnieją podobne przepisy na poziomy natężenia pola elektrycznego. Jeśli są, nawiasem mówiąc, nie zostaną przekroczone, to pretensje do stacji radiowej nadającej na zakłócenia innych urządzeń elektronicznych (sprzętowi audio) Administracji łączności kraju nie biorą. W szczególności, dla częstotliwości 30...300 Mhz poziom ten jest zainstalowany tez 3 W/m [2]. Innymi słowy, jeśli natężenie pola elektrycznego, pole radiopooddawać urządzeniem, jest bezpieczny dla człowieka, to ten poziom jest zobowiązana do "tolerować" i radioelektroniczna sprzęt sprzęt. Powyższe oznacza, że właściciel amatorskiej stacji radiowej musi być gotowy do kontrowersyjne sytuacje i mieć możliwość przynajmniej z grubsza ocenić poziomy natężenia pola elektrycznego, które tworzy w pomieszczeniach mieszkalnych go stacja radiowa.
W UKF mierzyć poziomy te można za pomocą zwykłego pół fali dipol. Jak wiadomo, napięcie U, nakłaniającego do anteny, i tak jej aktualnej wysokości, pomnożonej przez natężenie pola elektrycznego fali elektromagnetycznej. Do pół fali dipol działająca wysokość jest równa λ/π, gdzie λ - długość fali [3]. W amatorskim zakresie VHF 2 metry przy natężenia pola 1 W/m napięcie U będzie 0,66 W do lekkiego dipol i 0,33 W przy obciążeniu rezystorem o oporności równej wejściowego poziomu dipol (73 Ohm). Takie napięcia mogą być już zwykłym wysokiej częstotliwości woltomierzem z detektorem z diod.
Miernik okazuje się proste i nie zawiera źródła zasilania. Jeśli wysokotonowy woltomierz podłączony do załadowanemu dipolowi, rejestruje napięcie 1 V (wartość skuteczna), odchylenie zegara przyrządu pomiarowego na całą skalę będzie akurat pasować do natężenia pola elektrycznego 3 v/m. "okresowe miganie diody" wskaźnik miernika będzie świadczył o tym, że w tym punkcie dopuszczalne pola przekroczony
Schemat miernika natężenia pola elektrycznego dla zakresu 2 metry, znajduje się na rysunku. Połówki dipol wykonane są z drutu miedzianego o średnicy 2...3 mm. Wymiary na rysunku podane są w cm Elementy częstotliwości woltomierza umieszczone na małej płytce z materiału izolacyjnego, do której przymocowany i połówki dipol. W wysokich woltomierzu stosowane giermanijewyj dioda, ponieważ instalacjami diody nie nadają się do pomiaru małych WYSOKICH napięć. Oprócz podanego na schemacie diody ГД508А, można tu zastosować ГД507А i Д311. U giermanijewych diod innych typów (spośród typowych) skuteczność detekcji przy częstotliwościach powyżej 30 Mhz jest znacznie zmniejszona. Wartości rezystorów R1 i R2 są podane dla głowicy pomiarowej z prądem pełnego odchylenia 100 µa i wytrzymałości ramy 2,85 kω (М4247).
Jeśli u s istnieje możliwość kalibrować wysokiej częstotliwości woltomierz (ustawić górny limit pomiarowy doborem rezystorów R1 i R2, a także usunąć zależność wskazań woltomierza od przyłożonego WYSOKICH napięć), to po zakończeniu tej procedury jest wykonanie miernika natężenia pola kończy. Kalibrację można wykonać za pomocą pioruna metr ВК7-9 lub podobne urządzenia. Przy doborze rezystorów przydatne zachować warunek R1 = R2 dla lepszej symetrii anteny.
Z cech konstrukcyjnych urządzenia należy zaznaczyć tylko jedną. Aby zmniejszyć wpływ na pomiary ciała operatora, a zwłaszcza jego rąk, do anteny ze wskaźnikiem trzeba dołączyć małą "maszt" (nie krótszy niż 0,5 m) i utrzymać całą konstrukcję na wyciągniętej dłoni.
Jeśli s nie ma możliwości kalibrować HF woltomierz miernik natężenia pola, można skorzystać z poniższej procedury. Całkowity opór rezystorów R1 i R2 wybierają tak, aby woltomierz dc (te rezystory i mikroampiermietr) miał limit pomiaru napięcia 1 V. Ich rezystancja (kom) można obliczyć z proporcji
R1 = R2 = (1/i-R)/2,
gdzie i - prąd pełnego odchylenia urządzenia РА1, ma; R - opór wewnętrzny, kom. Przy tym WYSOKICH woltomierz będzie również mieć limit pomiaru zbliżone do 1 V (wartość skuteczna), z błędem nie większym niż 20%, niezależnie od używanych w woltomierzu diod (spośród wymienionych powyżej), a skala tego TWEETERA woltomierza będzie nosić poważną charakter z wykładnikiem n ~ 1,25. Więcej o tym można przeczytać w [4]. Dla mikroampiermietra z prądem pełnego odchylenia 100 µa zgodność wskazań przyrządu N i prawdziwych wartości RF napięcia U (wartość skuteczna) przedstawiono w tabeli. Dla mikroampiermietrow z innymi wartościami prądu całkowitego odchylenia wykładnik n zmienia się (ale nie za mocno, patrz [4])
Błąd pomiaru WYSOKICH napięć tak WYSOKICH woltomierzem (i, w konsekwencji, natężenia pola elektrycznego generowanego przez nadajnik) nie będzie przekraczać 30 %, niezależnie od używanego egzemplarza diody. Dokładność jest niska, ale dla ostrych ocen elektromagnetycznej sytuacji w zupełności wystarczająca.
Struktura pola elektromagnetycznego w pomieszczeniach mieszkalnych może być bardzo zróżnicowanej odbicia fal radiowych od konstrukcji metalowych i elektrycznych. Z tego powodu wskaźnik muszą poruszać się w pobliżu punktu pomiarowego, osiągając maksimum jego zeznań, a także zmieniać jego polaryzację.
Na niskich częstotliwości wykonać podobny rezonansowy miernik pola nie można z powodu dużej długości dipola, ale dla oceniania w KB zakresach można zastosować opisane powyżej, używając go jako dipol Hertza (bardzo krótki w porównaniu z długością fali). Obowiązująca wysokość lekkiego dipol Hertza -l/2, gdzie I - całkowita długość dipola (w naszym przypadku - około 1 m). Dlatego, na przykład, w zakresie 20 metrów przy natężenia pola elektrycznego 10 W/m napięcie indukowane będzie około 5 V. Jednak rezystancja dipol Hertza ma charakter pojemnościowy i duża w absolutnej wielkości. Rezystor R3 tworzy z tym oporem dzielnik, znacznie obniża napięcie na detektorze. Ono nadaje się do obliczeń, korzystając z danych z [3] lub za pomocą programu MMANA, ale lepiej skalibrować miernik eksperymentalnie na każdym z używanych zakresów. Opór rezystora R3 w tym przypadku może być znacznie więcej.