Труды КНЦ вып.38 (ГЕЛИОФИЗИКА вып. 4/2016(38))

В пользу разработки метода и проведения прямой калибровки антенн также свидетельствует и тот факт, что в процессе длительных измерений необходимо периодически контролировать состояние всего измерительного тракта. 2. Прямые измерения характеристик измерителей В процессе прямой калибровки создают физический сигнал заданной величины, соответствующий измеряемому, и определяют коэффициенты, описывающие передаточную функцию всей системы в целом, включая антенну, интерфейсное устройство и аналогово-цифровой преобразователь (АЦП). Для проведения калибровки антенн важно иметь точные физические эталоны и устройства, позволяющие создавать соответствующие внешние воздействия. Также необходимо создать однородное поле в области пространства размерами, превышающими размеры калибруемых антенн. На практике выполнить прямую калибровку рамочных антенн практически невозможно в силу того, что размеры антенной системы СНЧ-ОНЧ- регистратора могут превышать десятки метров. В литературе встречается множество методов оценки передаточных характеристик антенн данного типа [6-8]. В основном применение этих методов сопряжено либо с созданием громоздких конструкций вспомогательных антенн, либо с достаточно сложным и неточным расчетом ЭМ поля, пересекающего плоскость рамки. Поэтому нами был разработан и применен простой метод, позволяющий произвести оценку передаточной характеристики антенны без ее прямой калибровки. В данном методе, оценка передаточных характеристик магнитных рамочных антенн СНЧ-ОНЧ-приемника производится с помощью однослойной тороидальной катушки с воздушным сердечником. Суть метода заключается в следующем: рамочная антенна продевается через тор, в котором создается известный магнитный поток. Принимая во внимание тот факт, что магнитное поле полностью сосредоточено внутри тороидальной катушки, величина магнитного потока Ф0 через плоскость антенны пересчитывается в величину калибровочного однородного магнитного поля Bdb как Bdb = Ф0^ апЬ где Sant — площадь магнитной рамочной антенны. Вследствие исключения необходимости создания громоздкой конструкции вспомогательной излучающей антенны данный метод отличается как простотой проведения, так и простотой расчета величины потока калибровочного магнитного поля, пересекающего плоскость рамочной антенны. Выбор типа калибровочного сигнала. Существующие методы оценки передаточных характеристик антенн различаются не только методами создания калибровочного поля, но и типами калибровочных сигналов. Различают два подхода: измерения с помощью широкополосных сигналов и гармонических сигналов на некотором выделенном наборе частот. В качестве широкополосных сигналов, в свою очередь, для целей калибровки часто используют: импульсный, шумовой или сигнал генератора качающейся частоты (ГКЧ). В нашем случае, оптимальным является использование гармонического сигнала, в силу того что измерения с помощью широкополосных сигналов зачастую уступают по точности оценки передаточной характеристики [9] и длительности процесса проведения измерений. 78