Státní etalon intenzity vysokofrekvenčního elektromagnetického pole

Název etalonu: Státní etalon intenzity vf elektromagnetického pole

Kódové označení: ECM 240-5/03-024

Rok vyhlášení: 2003

Pracoviště: odd. 1013 ČMI OI Praha

Garant: Ing. Karel Dražil, Ing. František Hejsek (2001 – 2008)

Počet zajišťovaných CMC řádků: 3

Základní metrologické parametry státního etalonu:

Pole o vypočitatelné intenzitě je generováno:

1. v kmitočtovém rozsahu do 250 MHz v pravoúhlé TEM cele

• vzdálenost stěny od přepážky 250 mm
• rozsah intenzit pole do 140 V/m
• nejistota kalibrace sond (0,5 – 1) dB (k = 2)

2. v kmitočtovém rozsahu do 1 GHz v pravoúhlé TEM cele

• vzdálenost stěny od přepážky 35 mm
• rozsah intenzit pole do 60 V/m
• nejistota při kalibraci miniaturních sond 0,5 dB (k = 2)

3. v kmitočtovém rozsahu 300 MHz až 3 GHz v pyramidální TEM cele

• vzdálenost stěny od přepážky cca 200 mm
• rozsah intenzit pole do 50 V/m
• nejistota kalibrace sond 1 dB (k = 2)

4. v kmitočtovém rozsahu (1 – 2,5) GHz v pravoúhlých vlnovodech R14 a R22

• rozsah intenzit pole do 200 V/m
• nejistota kalibrace sond (0,4) dB (k = 2)

5. v kmitočtovém rozsahu (1 – 18) GHz v bezodrazové komoře

• rozsah intenzit pole do 100 V/m
• nejistota kalibrace sond (0,8) dB (k = 2)

Etalonáž intenzity elektromagnetického pole hraje důležitou roli v oblasti elektromagnetické kompatibility (EMC), v telekomunikační technice a při ochraně zdraví. Obecným principem primární etalonáže intenzity elektromagnetického pole je použití takových struktur, u nichž je možno na základě teorie vypočítat závislost intenzity pole na jejich rozměrech, přivedeném vf výkonu a v některých případech také na kmitočtu. Návaznost k jednotkám soustavy SI je tedy zajištěna prostřednictvím měření vf výkonu a délky, popř. kmitočtu.

Státní etalon je tvořen třemi vedeními s transverzální elektromagnetickou vlnou (tzv. TEM celami) různých rozměrů a provedení a úseky vlnovodů R14 a R22. Všechna uvedená zařízení byla zhotovena dle vlastního návrhu. Vedení jsou při měření bezodrazově zakončena výkonovými čidly nebo s použitím materiálů s absorpčními vlastnostmi. Dalšími částmi etalonu jsou signální generátory, výkonové zesilovače a měřiče vf výkonu.

Intenzita pole v TEM celách se vypočte podle vztahu

Kde značí:

Pro intenzitu pole v pravoúhlém vlnovodu platí následující vztah

Kde značí:

V roce 2010 bylo pracoviště vybaveno bezodrazovou komorou určenou pro etalonáž intenzity elektromagnetického pole až do kmitočtu 60 GHz. V současné době je možno provádět měření v pásmu do 18 GHz.

Intenzitu pole E v bezodrazové komoře je možno (pro dostatečně velkou vzdálenost d) určit ze vztahu

Kde značí:

Etalon se úspěšně účastnil jednoho klíčového porovnání pod KCDB (měření v TEM celách) a jednoho doplňkového porovnání pod KCDB (měření ve vlnovodech). Pro další dvě klíčová porovnání (měření v bezodrazové komoře) zatím nejsou k dispozici závěrečné zprávy.