国防和雷达应用中的电磁场测量

从雷达系统到通信网络，所有国防环境中都存在电磁场。必须对这些辐射进行精确评估，以符合国际标准并确保人员安全。本文阐述了如何使用合适的电磁场测量解决方案以便在国防应用中（包括脉冲信号和扫描雷达）进行可靠的测量。射频便携式解决方案，例如 Wavecontrol SMP3 便携式仪表，被广泛用于执行调查和详细测量。Wavecontrol MonitEM 区域监测器可实现关键区域的连续监测，提供实时数据和远程访问，用于合规性验证。

国防领域的主要电磁场来源

在国防领域，电磁场来源多种多样，其中包括：

监视和跟踪雷达：工作频率范围从 1 GHz 以下到 100 GHz 以上。
RFID 系统：频率范围从 125 kHz 到 2.45 GHz。
射频干扰器：覆盖 20 MHz 到 18 GHz 的频率范围。
通信天线：频率范围从几十MHz到几GHz。

测量脉冲雷达信号

脉冲信号在国防领域应用广泛。具有高峰值因数（即峰值与均方根值之差）的脉冲信号给测量带来了巨大挑战。为了获得更精确的结果：

必须考虑一些关键参数，例如：占空比、脉冲重复频率和脉冲宽度。
必须使用合适的测量方法。可以使用宽带或选频特性测量仪器，并根据射频信号特性选择最合适的探头。对于宽带测量，有两种探头类型：
- 热电偶探头：真均方根值，但响应速度慢（≈2 秒），灵敏度低。仅适用于固定雷达。
- 二极管探头：灵敏度高（低至 0.2 V/m），响应速度快，适用于扫描雷达。

当测量具有高波峰因数的脉冲场时，二极管探头的性能会随场强而变化。在高场强条件下（线性区域，探头数据手册中也称为连续波范围），测量值可能与真实均方根值存在偏差，这种偏差可以通过基于占空比 (DC) 和脉冲重复频率 (PRF) 的校正因子轻松补偿。Wavecontrol应用说明为不同DC和PRF范围的WPF18、WPF40、WPF60和WPF90探头提供了这些校正系数。

您可以点击此处下载应用说明：下载应用说明

扫描雷达测量

旋转雷达需要快速积分以避免信号损失。热电偶探头（约 2 秒）和标准二极管探头（500 毫秒）速度太慢。推荐的解决方案是：

使用积分时间等于或短于雷达照射时间的快速探头。Wavecontrol 设计了一种快速二极管探头，积分时间为 4 毫秒，并具有 MaxFast RMS 功能，可捕获最大 RMS 值。该最大 RMS 值可用于计算雷达系统的峰值。
根据扫描雷达的照射时间，探针的积分时间在测量场中呈现衰减。例如，照射时间为 4.17 毫秒的扫描雷达。不同类型探头的衰减情况如下：
- 热电偶（≈2 秒）：衰减 27 dB（线性系数 ≈22）
- 标准二极管探头（≈500 毫秒）：21 dB（线性系数 ≈11）
- 快速二极管探头（4 毫秒）：1.4 dB（线性系数 ≈1.3）

测量扫描雷达时，建议使用 Wavecontrol WPF FAST 探头，其频率范围高达 90 GHz（型号包括 WPF18、WPF40、WPF60 和 WPF90）。MaxFast RMS 功能可确保基于 4 ms 的积分窗口，每 0.5 秒采集一次最大瞬时 RMS 值。每 0.5 秒显示的结果为该 0.5 秒内所有 4 ms 测量值的最大值。