射频工程师揭秘家用电磁辐射检测仪市场“怪状”

本人是一名射频工程师，在一大型通信设备商已工作多年，个人对家用射频检测设备颇感兴趣。这个领域鱼龙混杂厂家夸大电磁波辐射危害、忽悠消费者的伎俩目不暇接。下文就目前市场上的一些产品的现象给大家做一些专业的分析。

电磁场检测仪器分为两类，一类是通用检测设备，不区分工作频段的；另一类是区分频段的专业检测设备。

不管哪类仪器，对于高频信号的检测都离不开天线的使用。而学习过天线基本知识的人都知道，天线的“带宽”是非常有限的，即使是一个宽带天线，对于不同的频率的信号，它的增益幅度也天差地别，也就是说，即使电磁场的场强彼此相同，但是频率不同，那么在经过同一个天线接收之后，得到的功率也是不一样的。

而我们希望其工作的频段为从几十MHz到3GHz，是相当宽的，因此，如果要测量精确，除非进行某种形式的补偿（修正）。对于一两百元的微型设备，高精度的补偿是根本不可能的。

首先，假设我们采用数字系统进行功率补偿（包括DSP、单片机、软件等），信号进入系统后，我们首先需要识别的是：它是什么频率的信号？例如，识别出来是900MHz的信号，而已知的天线测量值和准确值差了2dB，就在最终读数上加上2dB，如果是400MHz，就加上5dB。

实现这个功能需要“鉴频器”，但是普通的鉴频器带宽极窄（也就是几KHz几MHz），只有我们工作带宽的千分之一到百分之一，远远达不到需求，即使是高端宽带鉴频器（用在大型通信设备包括军用设备上的），也至少要用两三个才能满足要求，而我们只有一两百元的价格，绝对达不到要求。要不自己设计鉴频电路？对不起，那体积可是小不了的。

其次，不仅仅是天线，传感器在不同频率上的灵敏度也是不同的，补偿时需要一起考虑进去。
再次，如果同时有多个频段的信号存在怎么办？是只补偿其中一个，还是都补偿呢？最终显示的值可只有一个！
另外，补偿功能需要的的存储器、DSP芯片占用的成本和体积如何压缩？
最后，对不同频率信号分别处理，需要好几个通道，这成本又翻倍了。

怎么实现？答案是：没有办法！我们手中没有任何家用设备会面对这么复杂的场景。手机、电脑、任何你所知的智能设备都是工作在非常有限的频率上的。而相对于智能产品丰富的应用，普通消费者不会接受一个小小的辐射检测器竟然需要这么复杂的技术，竟然需要成千上万的价格。

实际上呢，这就是射频信号与数字信号的差别，这就是专业设备与家用设备的差别。为什么专业的辐射检测设备那么大块头？好几千甚至上万的价格？那不是没有道理的。

考虑到这些，厂家是不会这么做的。而如果不是这么做，仪器测量下来的结果和实际值的差别肯定是在十几甚至几十dB，换算成倍数，那就是几百上千倍了。厂家却讲：我们的仪器精度达到0.1V/m，达到1uW/cm2。此时，你应该对他说：别忽悠我了。实际上，这种宣传指的是：“我显示器能显示到小数点后一位哦！”但是和实际值差别多大，就需要檫亮眼睛了！

这样的仪器只能判断信号的有无，至于准确度，千万别看它的显示数字，它显示的到底什么意思只有天知道。

低频带宽极窄，做精确相对有可能，对于高频信号，如果只是测某几个特定的频率，那还有可能把它调准，但如果是任意的频率，这种价位根本想都别想了。

那我们就没有低成本的提高精度的办法了吗？答案是否定的。

实现的办法就是，不在后端（数字逻辑电路）用软件去补偿，而在前端（射频电路），通过天线、信道、传感器等纯硬件的设计，使用“功率补偿式天线技术”。

这种天线设计与后面的传感器紧密相关，就是说，对于不同的传感器，针对它的灵敏度特性，量身设计一副天线：在传感器灵敏度高的频率上，天线增益小；在传感器灵敏度低的频率上，天线增益高。这样，总的接收特性是相对平坦的。这才是精简高效的设计。

根据对市场上厂家电路的拆解分析，还没有哪家采用的是这样的设计。目前本人的设计已经申请到了专利。样机可以做到的是，在30MHz~2.1GHz，设计测量精度在正负1dB以内。当然，如果经过精心的调试，把精度提高到0点几dB以内，也是非常有希望的。