---

    

       - коэффициент отражения антенны;

    

       - длина волны в жидкости.

    

     Для управления входной мощностью рекомендуется подключить двунаправленный ответвитель. Настраивают входную мощность так, чтобы 30 В/м;

    

     3) помещают зонд в жидкость так, чтобы центр детекторов находился на расстоянии  от антенны;

    

     4) ориентируют зонд так, чтобы направление диполя соответствовало поляризации опорной антенны;

    

     5) измеряют напряжение на контакте зонда, соответствующем облучаемому диполю ;

    

     6) коэффициент чувствительности  этого диполя рассчитывают по формуле

    

;

    

     7) Повторяют шаги по перечислениям 4)-6) для двух других диполей, чтобы рассчитать значения  и .

    

     Зная коэффициенты чувствительности зонда, можно рассчитать коэффициент удельного поглощения  по формуле

    

,

    

где  - плотность (1000 кг/м).

    

     При выполнении анализа неопределенности измерений, вводимой градуировкой с использованием опорной антенны, должны быть учтены параметры, перечисленные в соответствии с таблицей В.4.

    

    

Таблица В.4 - Анализ неопределенности измерений, вводимой градуировкой с использованием опорной антенны (шаблон)

     

    

    

     В.3 Изотропия

    

     В.3.1 Осевая изотропия

    

     Зонд подвергается воздействию опорной волны, падающей под прямым углом к главной оси зонда. Осевая изотропия определяется поворотом зонда вокруг своей главной оси на угол от 0° до 360° с шагом, меньшим или равным 15°.

    

     В.3.2 Сферическая и полусферическая изотропия

    

     Зонд подвергают воздействию опорной волны, падающей под разными углами. Полусферическую изотропию определяют поворотом зонда или поляризацией опорной волны. Угол падения волны должен варьироваться от 90° (осевой) до 0° (нормальный) с шагом, меньшим или равным 30°. При каждом угле падения волны зонд поворачивают на 360° с шагом, менее или равным 15°.

    

     Полусферическая изотропия может измеряться тремя перечисленными ниже способами, дающими сходные результаты:

    

     - плоский манекен с диполем сбоку;

    

     - плоский манекен с диполем внизу;

    

     - сферический манекен с диполем.

    

     В.3.3 Измерение изотропии с помощью плоского манекена с диполем сбоку

    

     Испытательная установка представляет собой короб из тонкого пластика, заполненный тканеэквивалентной жидкостью, которая находится под воздействием полуволнового резонансного диполя, работающего на заданной частоте. Сферическую изотропию зонда измеряют в следующем порядке:

    

     a) устанавливают дипольную антенну на поворотном столе так, чтобы она была параллельна плоскому манекену (см. рисунок В.3). Максимальное расстояние между антенной и ближайшей стенкой контейнера с жидкостью ;

    

     b) удерживают зонд в вертикальном положении, погружают его в жидкость так, чтобы центр трех датчиков зонда находился на одной линии с осью диполя;

    

     c) горизонтальное положение зонда должно применяться (когда это возможно) при максимальной стоячей волне у задней стенки короба, на расстоянии  от границы манекена и жидкости, где электрическое поле частично однородно, а магнитное поле - минимально. Измерения могут также проводиться в неравномерном поле (максимальное значение электрического поля можно определить с помощью строчного сканирования в направлении );

    

     d) диполь поворачивают вокруг своей оси на угол от 0° до не менее 90° с шагом не более 30°;

    

     e) при каждом шаге зонд поворачивают вокруг своей оси на угол от 0° до не менее 360° с шагом не более 15°, для чего используется устройство позиционирования зонда. При этом результаты измерений регистрируют для каждого шага;

    

     f) отклонение значения сферической изотропии зонда выражают как максимальное отклонение коэффициента удельного поглощения энергии от среднего значения для каждого из положений зонда во время проведения измерений ().

    

 - расстояние между зондом и задней стенкой;  - максимальное расстояние до ближайшей стенки контейнера с жидкостью

     Примечание - Рекомендуется проводить измерение в области  с наименьшими значениями напряженности поля, обусловленными воздействием стоячей волны. Параметр  - расстояние между точкой запитывания на оси диполя и поверхностью жидкости.

         

Рисунок В.3 - Установка для оценки неопределенности измерений, связанной со сферической изотропией в тканеэквивалентной жидкости

    

    

     В.3.4 Измерение изотропии с помощью плоского манекена с диполем снизу

    

     Альтернативная установка для измерения изотропии показана на рисунке В.4. Полуволновой диполь устанавливают в держатель так, чтобы его плечи находились под плоским манекеном, заполненным тканеэквивалентной жидкостью, и были параллельны ему. Зонд должен находиться в точке, расположенной непосредственно над точкой запитывания диполя. Зонд вводят и устанавливают в той же области измерения над точкой запитывания диполя. Все повороты зонда выполняют и контролируют высокоточным устройством позиционирования зонда. Поворот зонда вокруг своей оси (угол поворота  от 0° до 360°), в сочетании с поворотом диполя (угол поворота  от 0° до 180°) и изменением угла наклона зонда (угол от 0° до 75°), обеспечивает трехмерное измерение значимой части полусферической диаграммы направленности в режиме приема.

 - угол наклона оси зонда;  - угол поворота оси диполя;  - угол поворота оси зонда

Рисунок В.4 - Альтернативная установка для оценки неопределенности измерений, связанной со сферической изотропией в тканеэквивалентной жидкости

     В.3.5 Измерение изотропии с помощью диполя и сферического манекена

    

     Изотропия диаграммы направленности зонда в режиме приема во всех точках полусферы может быть измерена с помощью установки, состоящей из заполненного смесью сферического сосуда и внешнего диполя [11]. Полусферическая диаграмма направленности зонда в режиме приема может быть получена путем установки датчиков зонда в геометрическом центре сосуда и выполнения полного поворота зонда вокруг своей оси в нескольких разных условиях возбуждения (с разными углами падения волны и поляризацией), создаваемых внешней дипольной антенной. В данной испытательной установке не требуется, чтобы устройство позиционирования наклоняло и одновременно поворачивало зонд.

    

     Испытательная установка, показанная на рисунке В.5, состоит из сферического сосуда, заполненного тканеэквивалентной жидкостью. Зонд находится в вертикальном положении, его датчики расположены в центре объема сферы. Возбуждение осуществляется внешним полуволновым диполем, настроенным на заданную рабочую частоту. Диполь удерживается в плоскости касания около ближайшей точки сферы.

    

     Примечание - Использование сосудов меньшего размера может быть предпочтительным, так как повышенная проводимость смеси или рабочая частота предполагают большие потери при передаче волны на зонд. Более крупные сосуды отличаются более плоскими локальными поверхностями (большим радиусом закругления), в результате чего на наконечник зонда воздействует падающая волна с более плоским локальным фронтом, которая уменьшает неопределенность, вводимую положением диполя.

    

    

     Условные обозначения, применяемые для описания положения и поляризации антенны, показаны на рисунке В.6. Трехмерное измерение диаграммы направленности зонда в режиме приема в разных точках полусферы проводят поворотом зонда на 360° вокруг своей оси  при выставлении внешнего диполя под углами 0°360°. Все требуемые параметры поляризации падающей волны достигаются поворотом диполя вокруг своей оси на 0°180°. При 0° использование нескольких разных положений  не требуется. Несмотря на то, что данная испытательная конфигурация позволяет проводить измерения в большом числе точек, для получения значащего результата достаточно шага 30° для  и шага 15° - для .

 - угол места оси диполя;  - угол поворота диполя;  - угол поворота оси зонда

Рисунок В.5 - Экспериментальная установка для оценки полусферической изотропии [11]

 - угол места оси диполя;  - угол поворота диполя

Рисунок В.6 - Условное обозначение положения  и поляризации диполя  [11]

     При проведении предварительных измерений диоды-сенсоры должны функционировать в связанной квадратичной зависимостью области для данной мощности излучения диполя. В процессе измерений осуществляются повороты зонда на 360° для каждого положения и поляризации ,  диполя. Мощность, излучаемую при каждом повороте, контролируют и регистрируют для каждого положения  зонда, а полученные значения коэффициента удельного поглощения нормируют относительно номинального значения. Нет конкретных оснований полагать, что положения и параметры поляризации внешнего диполя, отличные от предусмотренных настоящей установкой, значительно ухудшат параметры изотропии, хотя исключить этого также нельзя. Как бы там ни было, программа испытания может быть расширена за счет включения в нее любых дополнительных испытаний, представляющих интерес, например испытаний в условиях поляризации, соответствующих ориентации датчиков в некоторых зондах.

    

     Как и в случае с определением изотропии с использованием плоского манекена, за основу принимается прямоугольное распространение неопределенности измерений. Вместе с тем должная организация процесса испытаний позволяет значительно уменьшить неопределенность, как в случае, когда градуировку зонда осуществляют при определенной поляризации и направлении падающей волны, после чего те же условия поддерживают во время измерения коэффициента удельного поглощения энергии.

    

     В.3.6 Измерение изотропии с использованием опорных антенн

    

     Оценка изотропии зонда с помощью опорных антенн осуществляется в следующем порядке:

    

     a) помещают одну из антенн в тканеэквивалентную жидкость так, чтобы она находилась на расстоянии не менее 10 см от стенок контейнера с жидкостью;

    

     b) помещают зонд в жидкость так, чтобы центр датчиков находился на расстоянии  от антенны, где ,  - наибольший размер опорной антенны, a  - длина волны в жидкости. Рекомендуется, чтобы в этой установке коэффициент удельного поглощения энергии был настроен на значение от 0,5 до 1 Вт/кг;

    

     c) ориентируют зонд так, чтобы его главная ось была перпендикулярна к направлению излучения антенны (см. рисунок В.7);

    

     d) поворачивают зонд вокруг его главной оси с 0° до 360° с шагом, меньшим или равным 15°. Регистрируют значения коэффициента удельного поглощения энергии. Осевую изотропию определяют отклонением коэффициента удельного поглощения энергии от среднеквадратического значения;

    

     e) изменяют угол падения опорного поля, поворачивая опорную антенну или зонд вокруг своей оси (см. рисунок В.8) с 0° до 90° с шагом 15° или 30°;

    

     f) для каждого угла падения поворачивают зонд вокруг главной оси с 0° до 360° с шагом, меньшим или равным 15°. Регистрируют значения коэффициента удельного поглощения энергии;

    

     g) полусферическую изотропию определяют отклонением коэффициента удельного поглощения энергии от среднеквадратического значения во всем спектре неперпендикулярных углов воздействия на зонд.

Рисунок В.7 - Измерение осевой изотропии с помощью опорной антенны

 - угол поворота зонда вокруг своей оси;  - угол наклона оси зонда

Рисунок В.8 - Измерение полусферической изотропии с помощью опорной антенны

     В.4 Линейность

    

     Поскольку нелинейная реакция зонда зависит только от характеристик диода, оценка функций линеаризации может проводиться в свободном пространстве или тканеэквивалентной жидкости. Для этого используют свип-сигнал, охватывающий требуемый диапазон измерения. Так как поля с высокими значениями напряженности могут генерироваться усилителями средней мощности, возможно использование небольших ТЕМ-камер, волноводов и опорных антенн.