فهم المعلمات الرئيسية لتحقيقات المجال القريب: دليل لتحسين قياساتك

تلعب مجسات المجال القريب دورًا مهمًا في اختبار التوافق الكهرومغناطيسي (EMC)، وتحليل سلامة الإشارة، وهندسة الترددات اللاسلكية. يعتمد أدائها ودقتها على عدة معايير رئيسية. فيما يلي وصف تفصيلي لبعض المعلمات المهمة وتأثيرها:

1. نطاق التردد

تعريف: يشير نطاق التردد إلى نطاق ترددات الإشارة التي يمكن لمسبار المجال القريب اكتشافها بشكل فعال، والتي يتم تمثيلها عادةً كتردد البداية والتوقف، مثل 10 كيلو هرتز إلى 3 جيجا هرتز.

تفاصيل: يحدد مدى تردد مسبار المجال القريب قدرته على العمل ضمن نطاق معين. إذا كان نطاق تردد المسبار غير كافٍ، فقد يفقد إشارات حرجة عالية التردد أو منخفضة التردد، مما يؤدي إلى نتائج قياس غير كاملة. على سبيل المثال، في تطبيقات الترددات الراديوية (RF)، يحتاج المسبار إلى تغطية نطاق لا يقل عن عدة مئات من ميغاهيرتز إلى عدة غيغاهرتز. في تحليل ضوضاء الدائرة ذات التردد المنخفض، قد يحتاج المسبار إلى اكتشاف إشارات منخفضة تصل إلى بضعة هرتز. ولذلك، فإن اختيار نطاق التردد المناسب أمر بالغ الأهمية لمختلف التطبيقات.

2. حساسية

تعريف: الحساسية هي قدرة المسبار على الاستجابة للإشارات الكهرومغناطيسية، والتي يتم التعبير عنها عادة بوحدة dBμV أو dBm. تعني الحساسية العالية أن المسبار يمكنه اكتشاف الإشارات الكهرومغناطيسية الأضعف.

تفاصيل: في اختبار EMC أو تحليل سلامة الإشارة، كلما زادت الحساسية، كلما كانت الإشارات التي يمكن للمسبار اكتشافها أضعف، وهو أمر مهم بشكل خاص لتحديد المصادر الصغيرة للتداخل الكهرومغناطيسي أو الضوضاء. ومع ذلك، فإن المجسات شديدة الحساسية تكون أيضًا أكثر عرضة للضوضاء البيئية، لذا يلزم إدارة الضوضاء بعناية في بيئة القياس. على سبيل المثال، في تصميم الدوائر الدقيقة، يمكن للمسبار الحساس للغاية أن يساعد المهندسين على اكتشاف الإشارات الطفيلية الصغيرة، مما يسمح بتحسين الدائرة وتحسينها.

3. القرار المكاني

تعريف: تشير الدقة المكانية إلى أصغر اختلاف في المساحة المادية يمكن للمسبار تمييزه في القياسات القريبة المدى، والتي يتم قياسها عادةً بالملليمتر أو الميكرومتر.

تفاصيل: تحدد الدقة المكانية مدى دقة المسبار في تمييز مواقع مصادر المجال الكهرومغناطيسي. يمكن للمسابير عالية الدقة المكانية تحديد التغيرات الصغيرة جدًا في المجال الكهرومغناطيسي داخل الدوائر المعقدة، وهو أمر مهم بشكل خاص لتحليل المناطق المحلية على لوحات الدوائر المكتظة بالسكان. على سبيل المثال، في دوائر التردد اللاسلكي، تساعد المجسات عالية الدقة المكانية في تحديد مصادر التسرب الصغيرة أو نقاط التداخل، مما يتيح استكشاف الأخطاء وإصلاحها بشكل أكثر دقة وتحسينات التصميم. قد لا توفر المجسات ذات الدقة المكانية المنخفضة سوى خريطة توزيع المجال الخشنة، مما يجعل من الصعب تلبية متطلبات الدقة العالية.

4. نوع المسبار

تعريف: مجسات المجال القريب تأتي في أنواع مختلفة، مصنفة على أساس نوع المجال الكهرومغناطيسي الذي تقيسه، مثل مجسات المجال الكهربائي، مجسات المجال المغناطيسي، والمسابير المركبة.

تفاصيل:

مجسات المجال الكهربائي: يستخدم بشكل أساسي لقياس المجالات الكهربائية (المجال الإلكتروني). إنها حساسة لتغيرات الجهد ومناسبة للدوائر ذات المعاوقة العالية أو البيئات ذات الجهد العالي. عادةً ما يتم تصميم مجسات المجال الكهربائي على شكل هوائيات ثنائية القطب صغيرة أو هياكل مماثلة لالتقاط قوة واتجاه المجال الكهربائي.

مجسات المجال المغناطيسي: مصممة خصيصًا لاكتشاف المجالات المغناطيسية (المجال H) وهي حساسة للتغيرات الحالية، مما يجعلها مثالية لاكتشاف المسارات ذات المعاوقة المنخفضة أو المناطق التي يتدفق فيها التيار. غالبًا ما تستخدم مجسات المجال المغناطيسي هياكل حلقية أو ملف لولبي لالتقاط التغيرات في المجال المغناطيسي.

مجسات الجمع: الجمع بين وظائف كل من مجسات المجال الكهربائي والمغناطيسي، مما يسمح بالقياس المتزامن للمجالات الكهربائية والمغناطيسية. وهذا مفيد للغاية في اختبارات EMC المعقدة أو البيئات ذات مصادر التداخل المتعددة. على سبيل المثال، عند قياس ثنائي الفينيل متعدد الكلور المعقد، يمكن أن يوفر المسبار المركب معلومات توزيع المجال الكهربائي والمغناطيسي، مما يساعد المهندسين على فهم البيئة الكهرومغناطيسية بشكل كامل.

تعد أنواع المسبار هذه مناسبة لتطبيقات مختلفة، واختيار نوع المسبار المناسب يمكن أن يعزز بشكل كبير كفاءة القياس ودقته.