УДК: 681.586
ВОДОХЛЕБОВ И. Н., МИРОШНИЧЕНКО В. П.,
параметрам (высокая чувствительность, высокое быстродействие, широкий
СИМАКОВ А. Б.
частотный диапазон) являются два метода:

· метода, основанного на эффекте термо-э.д.с. горячих носителей заряда
МИКРОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
в полупроводниковых структурах (диодах) [2];
ПОГЛОЩЁННОЙ ЭНЕРГИИ СВЧ ИЗЛУЧЕНИЯ БИООБЪЕКТОМ
· использование коротких (порядка нескольких см), высокоомных

(несколько кОм) антенных диполей [3].
Московский инженерно-физический институт
Проведённые
нами
экспериментальные
исследования
(технический университет), 115409, Москва, Каширское ш., 31,
микроэлектронных приборов и структур, основанных на первом методе,
тел: 324-01-84, e-mail: simakov@d401.micro.mephi.ru
показали, что данный метод обладает следующими недостатками: малая

чувствительность, существенная зависимость выходного сигнала от
В последнее время количество приборов, при работе которых
частоты, температурная нестабильность.
возникает электромагнитное излучение СВЧ диапазона (0,3 - 300 ГГц)
Оценка второго - антенного метода, проводилась расчётным путём.
существенно возросло. Они используются как на производстве
Расчеты показывают, что при длине диполя 1 см, ширине 130 мкм и
(радиолокация, различные технологические установки и т. д.), так и в быту
сопротивлении каждой полоски 700 Ом, для детекторного диода Шоттки с
(микроволновые печи, мобильная связь).
сопротивлением порядка 300 кОм и ёмкостью порядка 0,1 пФ в полосе
Относительно недавно стали появляться стандарты, в которых
частот 1 - 20 ГГц на выходе диода получается напряжение 75 мкВ с
вводится дозовый подход к оценке воздействия СВЧ излучения и его
погрешностью 0,5 дБ при плотности потока падающей энергии 1
допустимые уровни (ГОСТ 12.1.006-84, IEEE Standard for Safety Levels with
мкВт/см2.
Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields, 3 kHz
Выбирая соответствующим образом параметры диполя (длина,
to 300 GHz) [1]. В них поглощённая человеком СВЧ мощность
ширина, сопротивление) и детекторного диода (сопротивление, ёмкость)
интерпретируется как экспозиционная, то есть полученная за некоторый
можно добиться миниатюрных размеров чувствительного элемента,
период времени "доза" СВЧ излучения. Данный подход требует
широкой полосы пропускания, независимости выходного сигнала от
определения не только уровня СВЧ излучения, но и времени, в течение
частоты, хорошей чувствительности. Существующие у такого элемента
которого человек находится под влиянием этого воздействия. Главным
недостатки: анизотропность характеристики, температурный дрейф
компонентом прибора для регистрации экспозиционной дозы СВЧ
выходного сигнала компенсируются в СВЧ "дозиметре" конструктивным и
излучения является чувствительный к СВЧ энергии сенсор, так как он
схемотехническим методами.
определяет основные характеристики прибора. Выбору этого элемента и
В результате - в качестве чувствительного элемента СВЧ
посвящена данная работа.
"дозиметра". целесообразно выбрать антенный диполь, выполненный
Измерение дозы СВЧ излучения накладывает определённые
совместно со схемой первичной обработки сигнала по гибридной
требования на разработку нового дозиметра:
микроэлектронной технологии.
-
во-первых, возможное наличие нескольких источников излучения

одной или разных частот приводит к необходимости использования
1. Метрологическое обеспечение безопасности труда. Том 1: Измеряемые
изотропного детектора с широкой полосой пропускания;
параметры физических опасных и вредных производственных
-
во-вторых, необходимо высокое быстродействие для отслеживания
факторов/ Под ред. И.Х.Сологяна М.: Изд-во стандартов, 1989
кратковременных, но достаточно мощных импульсов;
2. Белецкий Н.Н., СветличнKй В.М., Халамейда Д.Д., Яковенко В.М.
-
в-третьих, высокая чувствительность - от 1 мкВт/см2;
Электромагнитные явления СВЧ диапазона в неоднородных
-
в-четвёртых, широкий рабочий диапазон по уровню излучения;
полупроводниковых структурах - Киев, Наукова думка, 1991
-
в-пятых, компактность, возможность индивидуальной дозиметрии.
3. Hopfer S. and Adler Z. An ultra broad-band (200 kHz - 26GHz) high-
Из всего многообразия методов измерения мощности СВЧ
sensitivity probe. IEEE Trans. Instrum. Meas., 29, 445, 1980
излучения (таких как с использованием термопар, термоэлементов,

эффекта Холла и т. д.) наиболее подходящими по эксплуатационным