Измерение мощности излучения в диапазоне 5G FR2

[al2301]

Здравствуйте!

В современных условиях приобретает актуальность задача детектирования и измерения мощности электромагнитного излучения в диапазоне 5G FR2, т.е. от 24 до 100 ГГц. В России уже сейчас активно используется часть этого диапазона 24,25—24,65 ГГц в 83 регионах страны.
Серийно выпускаемые измерители диапазона 5G FR2 дороги и труднодоступны. В то же время давно известны и широко распространены самодельные детекторные измерители напряжённости электромагнитного поля. Недостатком таких устройств является плохая избирательность по частоте. Хотелось бы иметь измеритель, настроенный именно на частоту 24, 5 ГГц, чтобы своевременно обнаруживать излучатели 5G FR2.
Очевидно, самыми проблемными частями такого измерителя будет антенна и СВЧ диоды детектора. Естественно, на таких частотах большое значение имеет конструкция измерителя, которая будет определять селективность по частоте.
Поэтому, я посчитал нужным обратится к участникам форума с просьбой помочь в поиске эффективных технических решений этой проблемы.

С уважением Александр Бураков

[КРАМ]

al2301 писал(а):

на таких частотах большое значение имеет конструкция измерителя, которая будет определять селективность по частоте.

Методы селекции по частоте определяются методом приема.
Простейший диодный детектор практически вообще не обладает селективностью, если не считать собственный диапазон частот диода и схемы его включения. Например, если диод включен в волноводную систему, то снизу по частоте система будет ограничена запредельной частотой примененного волновода. Но назвать это селективностью язык не поворачивается.
Поэтому для детекторного приемника нужен входной полосовой фильтр. Это для выбранного диапазона частот совсем не дешевое удовольствие. Да и крутизна склонов фильтра всегда соизмерима с центральной частотой. Поэтому для таких целей делают приемники с преобразованием частоты, а входной преселектор (фильтр) всего лишь обеспечивает подавление зеркального канала приема.
То есть все свелось к НЕбюджетному схемотехническому решению.
Рассчитывать на избирательность антенны - совсем плохо. Поэтому даже говорить об этом не буду.

[Дмитрий М]

Входной полосовой фильтр той или иной конструкции и далее хоть диод хоть термисторный (термоэлектрический) преобразователь. Но по любому это будет не бюджетно, особенно для единичной конструкции.

[al2301]

Спасибо за советы!
Дело в том, что в данном случае требования к избирательности по частоте определяются спецификацией диапазона 5G. В спецификации 5G используется два частотных диапазона: низкочастотный диапазон FR1 от 450 МГц до 6 ГГц и высокочастотный диапазон FR2 от 24,25 до 52,6 ГГц. В России для сетей 5G выделены следующие полосы радиочастот: в FR1 это n79 с частотами от 4,4 до 5 ГГц, в FR2 это полоса n258 c частотами от 24,25 до 27,5 ГГц.
Особый интерес представляет именно диапазон 5G FR2. В продаже имеется много образцов измерителей мощности с рабочей полосой частот до 8 ГГц. Они недорогие и достаточно надёжные. А вот на частотах выше 24 ГГц в этом деле приходится рассчитывать на свои силы. Требования к избирательности по частоте обусловлены необходимостью максимально уменьшить влияние излучения именно низкочастотного диапазона 5G FR1 с верхней частотой 6 ГГц. Было бы вполне достаточно, если бы фильтр преселектора такого детекторного приёмника обеспечил подавление сигнала на частоте 6ГГц и ниже хотя бы на 40 Дб.
Таким образом, как мне кажется, здесь вполне возможно ограничится неким входным высокочастотным фильтром с частотой среза около 20 ГГц и полосой пропускания от 24 ГГц, обеспечивающим подавление сигналов на частотах 6 ГГц и ниже не менее 40 Дб. Требования к чувствительности и избирательности по соседнему каналу к приёмнику самые низкие, так как приём будет происходить при больших уровнях входного сигнала соответствующих предельно допустимым значениями плотности потока энергии электромагнитного излучения. Схема приёмника должна быть предельно простой. То есть здесь нужен именно детекторный приёмник с ВЧ фильтром на входе.
Самое сложное здесь – это конструкция антенны и фильтра ВЧ с детекторными диодами. Непонятно даже, какой именно диод выбрать – ведь диапазон то уже миллиметровый и диоды будут конструктивно входить в состав микрополосковой платы приёмника. Вот в этом деле у меня опыта маловато и именно поэтому я и обратился за помощью к специалистам форума.

[КРАМ]

al2301 писал(а):

какой именно диод выбрать – ведь диапазон то уже миллиметровый и диоды будут конструктивно входить в состав микрополосковой платы приёмника

Проще всего делать волноводный тракт. Соответственно диод тоже нужно брать волноводный.
"Микрополосковая плата приемника" на 20 ГГц и выше - это дорогое и высокотехнологичное устройство.
Никакого отношения к стеклотекстолиту она иметь не будет.
Но можете выбрать: http://eltm.ru/attach/catalog/v_2083_5.pdf

[al2301]

Вынужден не согласится с Вами. Волноводные фильтры очень сложны в изготовлении. Они требуют высококвалифицированных фрезерных и слесарных работ при изготовлении систем внутренних волноводных резонаторов фильтра. Микрополосковые фильтры этих недостатков лишены. В рассматриваемом случае потребуется ФВЧ не выше второго порядка. Вот пример разработки и испытания подобного фильтра. - https://habr.com/ru/articles/788530/

[КРАМ]

al2301 писал(а):

Вот пример разработки и испытания...

"Федот, да не тот..."(с)
Это пример расчета фильтра с СОСРЕДОТОЧЕННЫМИ элементами.
Патамушта речь идет всего о 2 ГГц.
А вам предстоит сделать фильтр на РАСПРЕДЕЛЕННЫХ элементах.
Например лестничный.
И тут проблема в том, что его достаточно проблематично настроить. И это требует нескольких итераций.
У меня есть опыт разработки такого фильтра на поликоре. Но это было в середине 80-х.
Такое себе занятие....
Но можете попробовать.
Ну и к этому добавляется согласование диода. И тут винт не покрутишь как в волноводе...
И в догон. Не важно как вы это сделаете. По любому нужна "панорама" - панорамный измеритель КСВн и ослабления на выбранный вами диапазон. Естественно, что фильтр придется смотреть не столько на отражение, сколько на проход. А это значит, что он должен быть сделан первоначально на отдельной плате.
То есть в печатном варианте вам нужно считать антенную решетку (хотя бы из четырех диполей), сумматор решетки, фильтр и диодный детектор.

[al2301]

Да, придётся пробовать! Уж больно тема то актуальная – достали со своими вышками – скоро мозги закипят от постоянного облучения. В диапазоне до 6 ГГц у нас в Питере везде полный зашкал, превышение ПДУ от 3 до 50 раз – сам замерял!
Задача упрощается крайне низкими требованиями к величине КСВ в полосе пропускания – ведь мощность сигнала на входе колоссальная! Тут главное – избавится от влияния низкочастотного диапазона 5G, который имеет верхнюю частоту 6ГГц. Важен будет сам факт обнаружения работы передатчика миллиметрового диапазона – ведь для безопасности достаточно будет удалиться от него на пол километра А спрятать такой передатчик этим типам будет сложновато. По-моему разница между шестью и 24 гигагерцами позволит с помощью простейшего ФВЧ достаточно надёжно подавить просачивание сигналов низкочастотных диапазонов.

[КРАМ]

al2301 писал(а):

у нас в Питере везде полный зашкал

Чем вы измеряли этот "зашкал"?
Вы еще никакой метрики в руках не держали, но уже уверены про зашкал и огромную мощность.
Вообще то стандартный передатчик БС - это 50 Ватт. Вызывной сигнал телефона - 2 Ватта.
Только телефон у уха или в руках и у него почти изотропная антенна, а БС черт знает где и у нее шлейфная диаграмма , в которую еще нужно вообще попасть на значительных для СанПиН уровнях...
Вблизи она выше, но близко, а вдали по центру, но далеко.

[al2301]

А вот это Вы – зря! По образованию я радиоинженер, окончил ЛЭТИ в 1980 году. Лет пятнадцать отработал на флоте настройщиком различной приёмо-передающей аппаратуры, в основном РЛС. Работал и в проектных организациях опять-таки по радиолокационной тематике. Был старшим группы радиометрического контроля, Измеряли мы в Вентспиле в начале 90-х эту самую «вредность» ЭМИ. Так что, «в руках», как Вы изволили выразится, держал много чего, такого, что Вы – УВЕРЕН – и близко не видели!
А то, как нас давят с помощью разных «вышек» с передатчиками проверял с помощью вот этого устройства - TM-196 Tenmars -
https://prist.ru/catalog/izmeriteli_nap ... _1/tm_196/.
Вообще, Интернет просто кипит от возмущённых постов множества людей, убедившихся с помощью самой разной по стоимости измерительной техники в наглом и постоянном пренебрежении «ответственных» за это «господ» всеми абсолютно санитарными нормами. И меня удивляет, что столь компетентный пользователь этого почтенного форума, как Вы до сих пор этого не знает.

[КРАМ]

al2301 писал(а):

И меня удивляет, что столь компетентный пользователь этого почтенного форума, как Вы до сих пор этого не знает.

Наверное это издержки профессии.
Я почти ваш ровесник. Закончил Рязанский радиоинститут в 1981 году и 10 лет проработал разработчиком СВЧ схем на поликоре, включая передающие устройства сантиметрового диапазона.
Я понимаю уровень вреда от электромагнитного излучения диапазона ниже миллиметров.
Это тупо нагрев тканей. Самая уязвимая цель - сетчатка глаза. Но те потоки которые имеются от БС по моему мнению ничтожны, чтобы можно было говорить о вреде зрению. Зрению вредит работа с диэлектрическими фильтрами, когда 10...20 мВт панорамы лупят прямо по глазам. А на вышки БС обычный человек не лазит. Внизу же мощность телефона на порядок выше. Но и экспозиция от телефона невелика.

[al2301]

Видите ли, для человека, облучаемого запредельными уровнями ЭМИ, абсолютно по барабану, какая там «диаграмма» у того или иного передатчика. Людей интересует только одно – поглощаемая их телами мощность радиочастотной энергии. А этот – ПОДЧЁРКИВАЮ – единственно объективный показатель, достаточно просто измеряется соответствующей аппаратурой. Так что теоретические умствования тут неуместны. Данные множества независимых наблюдателей подтверждают ОЧЕНЬ простую истину – НАС СОЗНАТЕЛЬНО ОБЛУЧАЮТ ЗАПРЕДЕЛЬНЫМИ УРОВНЯМИ ЭМИ. Всякий рационально мыслящий человек должен иметь возможность вовремя обнаружить сам факт облучения и оценить его опасность для здоровья.

[khach]

А кто сказал что запредельными? У нас тут всю жизнь висит недалеко ( 150 млн км) радиопередатчик природный. И эволюцией мы к этому радипередатчику приучены. Так что все что попадает в те плотности энергии что летят от Солнца- нам как биологическому обьекту вредить не может. А теперь пересчитайте в мощность локального передатчика от расстояния.

А с мощностью сотовых все еще интереснее- проводилось куча опытов, замучали кучу мышей лабораторных. И ничего не нашли, даже для GSM2, там где были эти пресловутые 2 ватта вызывного. А в современных LTE модуляциях, где уровни передатчика адаптивны, так и вообще можно не беспокоится- чем больше базовых станций и чем они ближе- тем мощность локального передатчика сотового меньше. Ну а старшему поколению которым в детстве УВЧ 40 ваттным нос лечили вообще грех жаловаться.

Вложения

picture_of_the_day_solar_spectrum_8_703.jpg

(91.32 KiB) Скачиваний: 145

[al2301]

Конечно, проплаченные наёмники хором убеждают обывателей, что сигналы миллиметрового диапазона «абсолютно безопасны», но мне то, как профессионалу, слишком хорошо известно, что именно этот диапазон волн наиболее опасен по причине роста частоты раковых опухолей внутренних органов у облучаемых. Исследования независимых учёных это подтверждают - https://cont.ws/@stalker111/2195455 https://www.orwell.city/2022/0...
Вообще то мне кажется, что в вопросе медицинских последствий облучения я гораздо компетентнее любого непрофессионала, никогда не занимавшегося радиометрией.

[khach]

al2301 писал(а):

но мне то, как профессионалу, слишком хорошо известно, что именно этот диапазон волн наиболее опасен по причине роста частоты раковых опухолей внутренних органов у облучаемых.

Вот прикол. А мы как раз имеем проблему из за того, что миллиметровые волны не проникают внутрь тела, по крайне мере живого- их поглощают ткани кожного покрова почти полностью на глубине уже сантиметра. Т.е подкожный жир еще виден, а то что глубже-уже нет. Это если что- микроволновая томография, вернее ее попытки.
https://www.cambridge.org/core/journals ... 7BE2A1EA29

[al2301]

Зато по-настоящему авторитетные и богатенькие не имеют НИКАКИХ сомнений в опасности для здоровья излучений диапазона 5G FR2 - В штате Флорида единственным местом, где запретили установку оборудования 5G, стал город миллиардеров курортный 10-тысячный Палм Бич.

В штате Флорида принят закон, позволяющий поставщикам услуг беспроводной связи устанавливать антенны 5G в любом месте без разрешения, кроме Палм-Бич, где среди прочих знаменитостей владениями располагают Билл Гейтс и Дональд Трамп.

По словам Тома Брэдфорда, городского администратора, запрет временно блокирует все заявки на установку беспроводных коммуникаций на общественной территории.
Впрочем, как мне кажется, каждый сам волен выбирать себе образ и условия жизни

[Morroc]

Это говорит лишь о том, что у них тот же бзик на 5G, что и у вас чего они все остальные не сносят вместе с wifi роутерами ? ну тоже ведь вредно.

[abc]

Опять Питер - источник непонятной "г"еволюционной движухи.
Простите великодушно, но, может, вам там болота на мозги давят ? То царь-батюшка им мешает, то 5G...

[Morroc]

Ну царь такой себе был )

[al2301]

Ну НИКАК не думал, что столь многоопытные "Коты" на самом деле столь невнимательны! Не знаю,что там думал насчёт 5G сэр Уинстон, но вот городской администратор Палм Бич, Том Брэдфорд, утверждает, что этот запрет временно блокирует все (ПОДЧЁРКИВАЮ - ВСЕ АБСОЛЮТНО) заявки на установку беспроводных коммуникаций на общественной территории, т.е. ЛЮБУЮ беспроводную связь.
Так что протрите глазки, встряхните ваши "усы" и будьте впредь повнимательнее.
Кстати, такая показная приверженность к этим самым вышкам со всякими GG становится, наконец, весьма странной - а нет ли тут некоего "кошачьего" интереса? Может по ночам, со скрипом хорошо отточенных когтей, эти коты лазают на эти самые вышки за сочной хрустящей "колбасой"?