一种检测毫米波设备表面毫米波功率密度的方法及装置与流程

本发明涉及一种检测毫米波设备表面毫米波功率密度的方法及装置。

背景技术：

随着毫米波技术和5g移动通信技术的发展，将会有越来越多的毫米波设备出现在人们身边，例如毫米波定位雷达、5g毫米波手机、毫米波通信基站等等。然而，过量的毫米波辐射会对人体造成一定的危害，因此国际上有一系列标准要求毫米波设备的功率密度不能超过标准值。目前，一方面毫米波测量设备的造价十分昂贵，另一方面传统的采用探针进行近场扫描的方法耗时很长，难以满足毫米波设备生产线上的需求。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种检测毫米波设备表面毫米波功率密度的方法及装置，利用某种在微波或毫米波波段有特征转动谱的分子（如单萜类或挥发油类气体）对毫米波的响应特性来检测毫米波设备表面的毫米波功率密度。

一种检测毫米波设备表面毫米波功率密度的方法，将密闭腔置于待检测毫米波设备的表面或者相距一定距离，密闭腔内盛有毫米波感应物质，能够受到毫米波激发并辐射出微波信号，所述的微波信号和毫米波的功率密度正相关，从而通过检测所述的微波信号来得到密闭腔所在位置的毫米波功率密度。

所述的密闭腔对毫米波和微波均透明，即毫米波和微波都可基本无反射、无损耗地穿透该密闭腔。

所述的毫米波感应物质为单萜类或挥发油类气体。

所述的毫米波感应物质包括玫瑰精油、桂花精油、薄荷油、丁香油。

所述的密闭腔或者待检测毫米波设备进行相对位移，使密闭腔扫描待检测毫米波设备的全部或者部分表面。

所述的密闭腔为立方体或者球体，表面积小于待检测毫米波设备表面积的十分之一。

所述的微波信号被对准密闭腔的喇叭天线接收，并且通过射频线缆传输到频谱仪。

一种检测毫米波设备表面毫米波功率密度的装置，包括密闭腔、喇叭天线、射频线缆、频谱仪；所述的密闭腔置于待检测毫米波设备的表面或者相距一定距离，密闭腔内盛有毫米波感应物质，喇叭天线对准密闭腔，且通过射频线缆连接到频谱仪。

所述的密闭腔为立方体或者球体，表面积小于待检测毫米波设备表面积的十分之一。

所述的密闭腔或者待检测毫米波设备可进行相对位移，使密闭腔扫描待检测毫米波设备的全部或者部分表面。

本发明的有益效果：

本发明可实时地检测和记录微小型密闭腔所在位置的毫米波功率密度，具有设备成本低、检测快速等特点。

附图说明

图1为密闭腔在5g毫米波手机表面扫描的示意图；

图2为一种检测毫米波设备表面毫米波功率密度的装置的结构示意图；

图中，5g毫米波手机1、密闭腔2、单萜类气体3、扫描轨迹4、喇叭天线5、射频线缆6、频谱仪7。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。

如图1所示，5g毫米波手机1是待检测的设备。同时对毫米波和微波透明的微小型密闭腔2内，充满了单萜类气体3，也可以是挥发油类气体，包括玫瑰精油、桂花精油、薄荷油、丁香油等。为了检测5g毫米波手机1表面所有位置的毫米波功率密度，将采用机械的方法让密闭腔2沿着扫描轨迹4移动。扫描轨迹4的长度、方向等视具体的设备尺寸而定，目的是为了让待测设备表面的所有位置都能够被检测，并且扫描时间最短。

图2是一种检测毫米波设备表面毫米波功率密度的装置的结构示意图。其中5g毫米波手机1处在工作状态中，它工作时发出的毫米波激发了在微小型密闭腔2内的单萜类气体3（图1中标出），受到激发的单萜类气体会辐射出微波信号，该微波信号被对准密闭腔2的喇叭天线5接收，并且通过射频线缆6传输到频谱仪7。所述的喇叭天线的工作频段覆盖单萜类气体受激发后辐射的微波指纹功率谱频段。频率仪7由此可以检测到单萜类气体3辐射的微波指纹功率谱强度。由于毫米波功率密度越大，单萜类气体3受到激发的程度也就越大，其辐射出的微波指纹功率谱强度就越大，因此密闭腔2所在位置的毫米波功率密度与频谱仪7检测到的微波指纹功率谱强度将呈正相关关系。通过实验的方法事先对两者的关系进行标定，对照标定的关系即可在频谱仪7检测到微波指纹功率谱的同时推断出密闭腔2当前所在位置的毫米波功率密度。

本实施例的优点包括：区别于传统采用探针检测近场的方法，密闭腔2对毫米波和微波均透明，它的存在几乎不会影响5g毫米波手机1内部天线原本的毫米波辐射强度，因此该方法检测出的强度值会更接近实际值。此外，在这种方法下，微波指纹功率谱是被实时检测的，所以毫米波功率密度也是实时得出的，而传统的方法需要先测量出电场和磁场大小，再计算功率密度，过程复杂。并且，由于检测的是微波信号，而目前微波检测设备的成本远低于毫米波检测设备的成本，因此本实施例具有成本优势。

上述描述中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施方案仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。本发明的保护范围由所附权利要求及其任何等同物给出。

技术特征：

1.一种检测毫米波设备表面毫米波功率密度的方法，其特征在于：

将密闭腔置于待检测毫米波设备的表面或者相距一定距离，密闭腔内盛有毫米波感应物质，能够受到毫米波激发并辐射出微波信号，所述的微波信号和毫米波的功率密度正相关，从而通过检测所述的微波信号来得到密闭腔所在位置的毫米波功率密度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的密闭腔对毫米波和微波均透明。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的毫米波感应物质为单萜类或挥发油类气体。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的毫米波感应物质包括玫瑰精油、桂花精油、薄荷油、丁香油。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的密闭腔或者待检测毫米波设备进行相对位移，使密闭腔扫描待检测毫米波设备的全部或者部分表面。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的密闭腔为立方体或者球体，表面积小于待检测毫米波设备表面积的十分之一。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于：所述的微波信号被对准密闭腔的喇叭天线接收，并且通过射频线缆传输到频谱仪。

8.一种检测毫米波设备表面毫米波功率密度的装置，其特征在于：包括密闭腔、喇叭天线、射频线缆、频谱仪；所述的密闭腔置于待检测毫米波设备的表面或者相距一定距离，密闭腔内盛有毫米波感应物质，喇叭天线对准密闭腔，且通过射频线缆连接到频谱仪。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：所述的密闭腔为立方体或者球体，表面积小于待检测毫米波设备表面积的十分之一。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：所述的密闭腔或者待检测毫米波设备可进行相对位移，使密闭腔扫描待检测毫米波设备的全部或者部分表面。

技术总结
本发明公开了一种检测毫米波设备表面毫米波功率密度的方法及装置。该方法利用了某种在微波或毫米波波段有特征转动谱的分子（如单萜类气体）受到毫米波激发后会辐射出微波的特性。实现方法为，在一个对毫米波和微波均透明的微小型密闭腔内充满单萜类气体，然后让该密闭腔在毫米波设备表面进行扫描，同时用喇叭天线和频谱仪接收、检测和记录单萜类气体受到毫米波激发后辐射出的微波指纹功率谱。根据该微波指纹功率谱的强度即可计算出设备表面的毫米波功率密度。一种检测毫米波设备表面毫米波功率密度的装置，包括密闭腔、喇叭天线、射频线缆、频谱仪。本发明具有操作简单、快速检测以及成本低的特点。

技术研发人员：何赛灵
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2019.12.31
技术公布日：2020.05.08