Приборы для измерения свч диапазона эмп. Самодельный измеритель свч-излучения Описание лабораторной установки

Ну, в общем, все как всегда. Потребовался мне детектор СВЧ излучений. Интернет схемами не богат. Да и такие они старые и непотребные. Ничего мне не подходило... А надо было сделать что-то портативное и экономичное, чтобы схема работала минимум от 3 В, например от батареи мобильного телефона.

Кроме того, в «техзадании» я поставил такие условия:

устройство может выявить современные СВЧ «жучки» (радиозакладки);

поможет в настройке систем охраны (радиолучевые датчики);

может проверить медицинское оборудование, работающее на СВЧ;
поможет обнаружить утечки в волноводах вашей СВЧ аппаратуры;

может стать частью охранной системы.

А также поможет проверить, исправна ли ваша микроволновка, к примеру. Или обнаружить СВЧ поле вокруг нее. Проверить автономно работающие трубки домашнего телефона. Ну и другие, стандартные, или придуманные вами, области применения.

О принципах работы и сказать особо нечего. Детектор - как детектор, лишь на сверхвысокие частоты. Волновод позволяет данному детектору задать (указать) направление на излучение. Если его использовать как контрольный приемник или детектор наличия излучения, то волновод можно вообще не применять....

Рис.1

В своих устройствах я стремлюсь к максимально простоте (как и в военном оборудовании).

В схеме (рис.1) применены самые обычные детали. Не СМД. Хотя нет ничего проще, чем выполнить схему и в СМД-варианте. Но для этого надо самостоятельно разводить плату под эти элементы.

В подобных конструкциях обычно рекомендуют применять советские диоды на 3 см диапазон с наибольшей эффективностью преобразования, типа 2А203А. Потом идут 2А202А... , а вот Д405 уже устарел и имеет невысокие параметры, тем более что он смесительный. Хотя работать будет. И достать его легче. По этой ссылке есть данные и по Д405 диодам, в разделе смесительных http://www.npptez.ru/en/production/micr ... 59-41.html .

С диодом Д405 или подобным - обращаться следует очень аккуратно!!! Статики ужасно боится! Обязательно заземлиться, заземлить инструмент, которым достаем диод из упаковки. Волновод должен быть такой конструкции, чтоб диод не нужно было припаивать! Эти диоды не паяют!!! (Соответственно, стенки волновода, с которыми контактируют выводы диода, должны быть изолированы друг от друга).

Транзистор я применил КТ6113. Можно любой другой, который поменьше шумит, например, КТ3102Е (Д) и т.п.

Микросхема МС34119, думаю, известна всем. На СМР приведены и ссылка на даташит.

Динамик - это простые наушники с сопротивлением 32 Ом. Разъем под наушники у меня распаян таким образом, что катушки наушников включены последовательно.

Вся конструкция уместилась на макетной плате, размерами меньше спичечного коробка.

Волновод под СВЧ-диод Д405 подойдет любой. От любой старой конструкции. Но его можно изготовить самостоятельно - это просто коробочка под СВЧ-диод, выполнена из фольгированного текстолита. Хотя она может быть из жести или алюминия с ровной гладкой поверхностью стенок. Примерные размеры (точность тут не важна): высота = 20 мм, ширина = 22 мм, длина = 30 мм.

Рис.2

В данной конструкции волновод сделан без рупора. На фото (рис.2) он показан с СВЧ диодом за стеклом, что вносит большие потери. Вместо стекла лучше всего на суперклей или термоклей посадить тонкую фторопластовую пластинку, можно из плотного мелкопористого пенопласта. Ещё лучше – антенну, типа «диэлектрической морковки» из фторопласта, плотно вставленную в волновод.

Устройство питается от 2,5 - 4 В, и потребляет в данном варианте 4 мА.

Ну, а так сложного ничего в конструкции СВЧ детектора нет. Настройка не требуется. Получилось так, что он принимает частоты (это лишь примерно!!!) от 4 до, как минимум, 12 ГГц.

Кирилл Сотников,

г. Новосибирск

Хочу представить схему устройства, которое имеет чувствительность к высокочастотному электромагнитному излучению. В частности, его можно применить для индикации входящих и исходящих вызовов мобильного телефона. Например, если телефон находится на беззвучном режиме, то это устройство позволит быстрее заметить входящий звонок или SMS.

Все это помещается на монтажную плату длиной 7 см.

Большую часть платы занимает схема индикации.

Также здесь присутствует антенна.

Антенной может служить отрезок любого провода длиной не менее 15 см. Я сделал ее в виде спирали, похожую на катушку. Ее свободный конец просто припаян к плате, чтобы он не болтался. Было испробовано много разных форм антенны, но я пришел к выводу, что важнее не форма, а её длина, с которой вы можете поэксперементировать.

Давайте рассмотрим схему.

Здесь собран усилитель на транзисторах.
В качестве транзистора VT1 использован КТ3102ЕМ. Решил выбрать именно его, потому что он имеет очень хорошую чувствительность.

Все остальные транзисторы (VT2-VT10) это 2N3904.

Рассмотрим схему индикации: транзисторы VT4-VT10 здесь являются ключевыми элементами, каждый из которых включает соответствующий светодиод при поступлении сигнала. В роли транзисторов этой шкалы могут быть использованы любые, можно даже КТ315, но при пайке удобнее использовать транзисторы в корпусе ТО-92 из-за удобного расположения выводов.
Здесь использованы пороговые диоды (VD3-VD8), и поэтому в каждый момент времени светится только один светодиод, показывая уровень сигнала. Правда этого не происходит по отношению к излучению мобильного телефона, так как сигнал постоянно пульсирует с большой частотой, вызывая свечение почти всех светодиодов.

Количество, "светодиодно-транзисторных" ячеек не следует делать больше восьми. Номиналы базовых резисторов здесь одинаковые и составляет 1 кОм. Номинал будет зависеть от коэффициента усиления транзисторов, при использовании КТ315 следует тоже использовать резисторы на 1 кОм.

В качестве диодов VD1, VD2 желательно использовать диоды Шоттки, так как они имеют меньшее падение напряжения, однако все работает даже при использовании распространенного 1N4001. Один из них (VD1 или VD2) можно исключить, если индикация будет слишком зашкаливать.
Все остальные диоды (VD3 - VD8) это те же самые 1N4001, но можно попробовать использовать любые имеющиеся под рукой.

Конденсатор С2 - электролитический, его оптимальная емкость от 10 до 22 мкФ, он на доли секунды задерживает погасание светодиодов.

Номинал резисторов R13 И R14 зависит от потребляемого светодиодами тока, и будет лежать в пределе от 300 до 680 Ом, но номинал резистора R13 может быть изменен в зависимости от питающего напряжения или при недостаточной яркости светодиодной шкалы. Вместо него можно припаять подстроечный резистор и добиться желаемой яркости.

На плате имеется переключатель, который включает некий "турбо режим" и пропускает ток в обход резистора R13, вследствие чего увеличивается яркость шкалы. Я его использую при питании от батарейки типа крона, когда она подсаживается и шкала светодиодов тускнеет. На схеме переключатель не указан, т.к. он не обязателен.

После подачи питания светодиод HL8 начинает гореть сразу и просто указывает на то, что устройство включено.

Питается схема напряжением от 5 до 9 Вольт.

Далее можно изготовить для него корпус, например из прозрачного пластика, а в качестве основания можно использовать фольгированный текстолит. Подключив антенну к металлизации платы, возможно удастся повысить чувствительность этого индикатора высокочастотных излучений.

Кстати, на излучение микроволновки он тоже реагирует.

Список радиоэлементов

Прибор для измерения электромагнитного излучения позволяет выявить негативные волны, идущие от передающих электричество), бытовой техники, электрооборудования. Ионизирующие и неионизирующие потоки невозможно пощупать или увидеть. Несмотря на это, они могут отрицательно влиять на здоровье человека. Между прочим, ученые всего мира продолжают дискуссии о пользе и вреде этих сигналов (ультрафиолетовое, рентгеновское излучение, радиоволны).

Большая опасность таится не в отдельно взятой волне, а в накоплении электромагнитного фона, чему подвержены все живые организмы. Предполагают, что это может приводить к мутациям, изменениям ДНК и раковым заболеваниям.

Профессиональные модификации

Рассмотрим характеристики и возможности приспособлений для измерения ЭМИ, которые используются в экологических службах. Наиболее популярными и точными считаются модификации ПЗ-41 и ПЗ-31.

Прибор для измерения электромагнитного излучения ПЗ-31 предназначен для определения среднеквадратичных параметров интенсивности электрических и магнитных полей. Кроме того, он измеряет амплитуду и импульсы модуляции, концентрацию потока энергии, соответствие электромагнитных полей стандартам СаНПиН и ГОСТА.

Возможности устройства ПЗ-31:

• Фиксирование усредненных показаний результатов текущих параметров концентрации потока энергии и интенсивности магнитных полей за истекшие шесть минут.
• Отбор и сохранение в оперативной памяти полученной информации с возможностью вывода сведений и предельных значений в течение трех с половиной дней работы (от усредненных до предельных значений в диапазоне 1-832).
• Исследование местоположения излучения.
• Выдача звукового сигнала при достижении предельных показателей.

Особенности

Прибор для измерения электромагнитного излучения ЛЭП и других источников марки ПЗ-31 обладает следующим частотным диапазоном:

• По отношению к электрическому полю - 0,03-300 МГц при разности измерения от 2 до 600 В/м.
• В части магнитного компонента - 0,01-30 МГц (0,5-16 А/м).
• В плане концентрирования потока энергии - 300-40000 МГц (0,265-100000 мкВт/кв. см).

Основными плюсами устройства является компактность, малый вес, простота в эксплуатации, длительность работы не менее 60 часов.

ПЗ-41

Этот прибор для измерения электромагнитного излучения в квартире также подходит в качестве тестера при аттестации рабочего места. У него выше точность по выявлению неионизирующих волн. Приспособление обладает широким охватом всевозможных частот, включая длинные сигналы и микроволны. Агрегат позволяет произвести высокоточные замеры радиоактивности любого электрического оборудования.

Меры предосторожности

Абсолютно обезопасить себя от негативного воздействия ЭМИ в современном мире невозможно. Тем не менее прибор для измерения электромагнитного излучения от ЛЭП и других источников электричества позволит выявить особо опасные зоны и предпринять соответствующие меры.

Правила безопасности:

• Желательно не устанавливать бытовые устройства в зоне отдыха, что даст возможность минимизировать воздействие вредного излучения.
• Стараться чаще бывать на природе, вдали от любых источников электричества.
• Регулярно принимать душ или ванну, что позволяет уменьшить статический фон организма, который вырабатывает собственное электромагнитное поле.
• Своевременно менять технику, поскольку некоторые детали после истечения гарантированного срока начинают выделять больше радиоактивных волн.

Как сделать прибор для измерения электромагнитного излучения своими руками?

Это устройство не выдает показатели, однако позволяет услышать электромагнитное поле. Для его изготовления потребуется старый кассетный плеер и клей. Мини-магнитофон необходимо разобрать и вынуть аккуратно основную плату. Главная рабочая деталь - это считывающая головка. Около нее имеется пара проводов на болтах. Крепление следует открутить, а головка останется висеть на шлейфе.

Затем плата помещается обратно в корпус, а оставшийся элемент приклеивается снаружи при помощи клея. В качестве динамика будет служить внешний аналог либо наушники. Прислонив считывающую головку к телевизору, вы услышите электромагнитное излучение. Чем новее телевизионный приемник, тем слабее звук, что говорит о пониженном количестве ЭМИ. Считывать информацию можно на расстоянии до 400 мм. Примечательно, что излучение дают любые мобильные телефоны, зарядка для них и даже телевизионный пульт.

Детектор СВЧ-волн

Схема такого самодельного прибора состоит из нескольких блоков, включающих в себя измерительную головку, питающие источники, микроамперметр, рабочую плату.

Головка для измерения - это вибратор полуволнового типа, к которому присоединяются диоды типа Д-405, дающие возможность выпрямлять ток Кроме того, на нем крепится конденсатор на 1000 пФ на текстолитовой пластине.

Полуволновой вибратор представляет собой пару отрезков трубок диаметром 10 мм и длиной 70 мм. Подойдут заготовки из алюминия или другого немагнитного материала. Минимальное расстояние между краями элементов составляет не более 10 мм, чтобы была возможность размещения диода. Предельная дистанция между торцами труб не должно превышать 150 мм, что соизмеримо с половиной длины волны частоты в 1ГГц.

Чем толще будут трубки, тем меньше вибратор подвергается искажению величины, в зависимости от частоты сигнала. Для точной градации шкалы необходимо использовать калиброванный генератор нужной частоты. Разметку желательно проводить нескольких частот. Такое приспособление позволит ориентировочно измерить ЭМИ, но не является сверхточным устройством. Как альтернатива, имеется возможность приобретения комплекта деталей для создания детектора, который можно собрать самостоятельно, однако погрешность будет и у него.

В заключение

Заботясь о своем здоровье в плане влияния ЭМИ на организм, многие пользователи задумываются, как называется прибор для измерения электромагнитного излучения? Выше рассмотрены несколько профессиональных и самодельных моделей. Если вы озабочены возможностью проявления негативного поля, лучше обратиться к специалистам. Приблизительные значения можно выявит при помощи бытовых и самодельных приспособлений.

Этот простой детектор я не собирался рисовать. Но масса писем с вопросами по настройке моих конвертеров MMDS показала, что даже начинающие радиолюбители пытаются повторить их. Не советовал бы браться за СВЧ устройства новичкам в радиотехнике. Опытные радиолюбители всегда имеют под рукой подобные самодельные “фишечки” вроде этого детектора. Вот для тех, у кого еще такой приставки нет, эта публикация. Этот пробник я сделал для настройки ВЧ трактов своих спутниковых приемников и использовал совместно с генератором качающейся частоты. Оказалось, что его удобно использовать не только для СВЧ, но и других радиоустройств, даже для тех к которым у меня были заводские измерительные приборы. И последущие 15 лет я постоянно им пользовался.

Основой пробника является СВЧ диод от пеленгаторов или радарных установок. В старой военной технике он часто использовался. Надев на него ПХВ трубку обернул его медной лентой с заземляющим хвостиком и припаял непосредственно на тонкий вывод диода разделительный конденсатор КМ-4а и резистор. Выводом этого конденсатора касался исследуемой схемы. Второй вывод диода и получившийся цилиндр медного экрана завершил пружинящими контактами. Эту насадку одевал на коаксиальную головку осциллографического щупа. Потом я делал такие детекторы с разными диодами как самостоятельные осциллографические щупы. Почему нужен осциллограф? Оказалось, что применение именно осциллографа как индикатора выпрямленного постоянного тока имеет много преимуществ. Во первых у осциллографа высокоомный вход (обычно 1 МОм) и получившийся пробник мало нагружает обмеряемую цепь. К тому же высокоомная нагрузка детектора обеспечивает его линейность, что позволяет измерять очень малые напряжения (милливольты). Высокая чувствительность осциллографа и динамичное отображение огибающей измеряемого сигнала позволяют использовать пробник для сравнения частот методом биений на гармониках радиочастотного генератора (ГСС), наблюдать процессы самовозбуждения схем, большие шумы и вообще сигнал в динамике. Диод детектора предназначен для рабочих длинн

волн ~3 см (10ГГц), поэтому детектор достаточно линеен в широкой полосе частот. И хотя это только индикатор, но и им можно точно измерять величину напряжения или коэффициент усиления устройств используя метод замещения. Прямое же измерение по шкалам осциллографа дает лишь приблизительную оценку уровня сигнала. При применении детектора не подавайте на него напряжение более 1 вольта, иначе испортите диод. Для настройки более мощных устройств, сделайте другой щуп с более высоковольтным диодом, подходящим для ваших целей. В детекторе я применял диоды Д405А,Д405Б,Д605,Д602,КД514А,Д18. Последние два на частотах ниже 1ГГц. Так же область допустимых входных напряжений можно расширить применив емкостной делитель напряжения на входе детектора. Длины выводов для подключения к схеме должны быть как можно короче, нормально 1-2 см. Земляной вывод сделан в виде шинки 10 мм шириной, и при измерениях его нужно подключать в первую очередь. Измеритель- ный шуп забивается в изоляционную шайбу а её закрепляем в корпусе кернением по кругу. Механические нагрузки на конденса тор С1 должны быть исключены, дабы не повредить его обкладки. В этом пробнике выходной сигнал имеет отрицательную полярность. Для смены полярности отобра жения или разверните диод или исполь зуйте инверсный вход осциллографа. Все детали и сам корпус детектора собираются пайкой легкоплавким припоем. Особенно это важно для диода. 73! UO5OHX ex RO5OWG.