我们知道电磁波有似光性、似声性、信息性、穿透性和加热性等。似光性和似声性表现在电磁波的反射、边缘绕射和折射上,雷达就是通过计算发射波和接收到的回波信号来计算∆f时间差来定位目标的方位。似声性主要应用在波导器件上,原理就类似于儿时玩的声学桶一样,只是波导可以做成是真空的也可以是非真空的。

 

 

信息性体现在通过调制方式可以大量的信息,而且由于电磁波的频率越来越高,根据香农公式,信道带宽越宽,也就代表说能传输的信息量更大。最后一个加热性在微波炉上得到了广泛的应用。物质吸收微波的能力主要由其介质损耗因素来决定。介质损耗因素大的物质对于微波的吸收能力就强,相反则弱。水分子属于极性分子,介电常数较大,其介质损耗因素也大,对微波具有强吸收能力。所以对于仪器来说,含水量的多少直接影响到食物的加热能力。

 

 

我们广泛使用的微波炉主要是通过磁控管产生微波能量,再由波导管将能量传输至腔室,由旋转风扇将微波能量覆盖到腔室的各个部分形成对食物的加热能力。我们看到很多厂商在对应的规格参数中都会描述微波炉的工作频率,基本在2.45GHz,为什么会是2.45GHz,主要是水分子的振荡频率是这个点,水分子在这个频率下摩擦摩擦再摩擦,一步两步三四步,相互之间产生了热量,然后东西就熟了^_^。很多人都会担心微波炉有辐射,特别是对于孕妇或小孩造成身体伤害,今天我们就找一台微波炉实际测试看看。我会用一台Rigol的RSA系列频谱分析仪搭配Rigol的NFP-3近场探头来测试。

 

 

查询手册发现NFP-3系列近场探头频率是能Cover到3GHz的,所以没问题。

 

 

NFP-3是用于配合Rigol的频谱分析仪进行电子产品的 EMI 测试,可用来检测元器件表面的磁场强度、磁场耦合通道以及电子模块附近的磁场环境,从而快速定位干扰源。NFP-3 包含四个型号 NFP-3-P1、NFP-3-P2、NFP-3-P3 和 NFP-3-P4不同的型号有着各自的特点。

 

 

比如我准备使用的NFP-3-P1是可以用来探测10cm内辐射的探头,探头本质上其实就是一根天线。

 

 

我们将频谱分析仪通过一颗N转BNC的接头连接上频谱分析仪。

 

 

然后打开频谱分析仪,通过【Mode】按键将模式从默认的扫频模式切换到EMI模式(如果没有EMI模式使用扫频模式也可以)。

 

 

按下【Meas Setup】-->【扫描表】,在列表中可以选择所需要的扫描频段,也要以自行设置扫描频段。

 

 

因为我找的一台微波炉是工作在2.45GHz的,所以我将扫描频率设置成2.3~2.6GHz。

 

 

然后按下【Sweep】将启动设置打成【开始】状态,此时频谱分析已经开始在接收外部信号了。

 

 

将近场探头在微波炉的四周探测来观察频谱分析仪的读数。

 

 

近场探头能够探测到在2.45GHz及附近存在明显的信号,下图可视读数在100dBuV左右。

 

 

然后再换算一下差不多在0.2mW左右。

 

如果在扫频模式下可以把前置放大打开,然后将输入衰减设置成0dB,也可以探测到信号。

 

 

其实讨论微波炉有没有辐射到不如说离微波炉多远才是相对安全的,实际测试发现其实辐射只是在微波炉的表面,离开1米以后根本测试不到任何信号了。

 

其实仪表在我们日常生活是很常用到的,各类电子器件的测试都要使用到射频类仪表,它并不陌生。还是用这台频谱分析仪,它还可以用来测我们的洗车遥控钥匙,遥控钥匙每按一下均会发送一次信号,这个信号看上去是经过调制的,我这款钥匙工作在315MHz左右。

 

 

使用示波器可以观察到时域的部分。