电磁测量测量基本知识

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电磁辐射的测量基础知识电磁辐射的测量基础知识电磁辐射的测量方法通常与测量点位和辐射源的距离有关，即，所进行的测量是远场测量还是近场测量。

由于远场和近场的情况下，电磁场的性质有所不同，因此，要对远场和近场测量有明确的了解。

1、电磁场的远场和近场划分电磁辐射源产生的交变电磁场可分为性质不同的两个部分，其中一部分电磁场能量在辐射源周围空间及辐射源之间周期性地来回流动，不向外发射，称为感应场；另一部分电磁场能量脱离辐射体，以电磁波的形式向外发射，称为辐射场。

一般情况下，电磁辐射场根据感应场和辐射场的不同而区分为近区场（感应场）和远区场（辐射场）。

由于远场和近场的划分相对复杂，要具体根据不同的工作环境和测量目的进行划分，一般而言，以场源为中心，在三个波长范围内的区域，通常称为近区场，也可称为感应场；在以场源为中心，半径为三个波长之外的空间范围称为远区场，也可称为辐射场。

近区场通常具有如下特点l 近区场内，电场强度与磁场强度的大小没有确定的比例关系。

即E¹377H 。

一般情况下，对于电压高电流小的场源如发射天线、馈线等，电场要比磁场强得多，对于电压低电流大的场源如某些感应加热设

备的模具，磁场要比电场大得多。

l 近区场的电磁场强度比远区场大得多。

从这个角度上说，电磁防护的重点应该在近区场。

l 近区场的电磁场强度随距离的变化比较快，在此空间内的不均匀度较大。

远区场的主要特点如下l 在远区场中，所有的电磁能量基本上均以电磁波形式辐射传播，这种场辐射强度的衰减要比感应场慢得多。

l 在远区场，电场强度与磁场强度有如下关系在国际单位制中，E377H ，电场与磁场的运行方向互相垂直，并都垂直于电磁波的传播方向。

l 远区场为弱场，其电磁场强度均较小近区场与远区场划分的意义通常，对于一个固定的可以产生一定强度的电磁辐射源来说，近区场辐射的电磁场强度较大，所以，应该格外注意对电磁辐射近区场的防护。

对电磁辐射近区场的防护，首先是对作业人员及处在近区场环境内的人员的防护，其次是对位于近区场内的各种电子、电气设备的防护。

而对于远区场，由于电磁场强较小，通常对人的危害较小。

对我们最经常接触的从短波段30MHz 到微波段的3000MHz 的频段范围，其波长范围从10 米到0.1 米。

例具体辐射源的近场（感应场区）与远场（辐射场区）（l c

/ f）频率f 波长l 界限（3l）50 / 60 Hz 电力6000 / 5000 km 18000 / 15000 km 50 kHz 电焊6 km 18km27 MHz CB 广播, 透热疗法11.1 m 33.3 m 100 MHz FM 广播3 m 9 m 433 MHz 工业应用0.7 m 2.1 m 900 MHz 移动电话，寻呼机0.33 m 1 m 2.45 GHz 微波，工业0.12 m 0.36 m 6 GHz 数字广播0.05 m 0.15 m 20 GHz 卫星传输0.015 m 0.045 m附场区的具体划分场强与距离的关系以r 表示测量点到辐射源的距离，则在该点的感应场强度与r 2 至r 3 成反比，辐射场强度与r 成反比（因此，辐射场强度与距离r 的乘积与r 无关，称为场强距离乘积）。

在靠近辐射源的地方，随着距离r 的减小，感应场强度急剧增加。

近场与远场的划分当测量距离r ＝λ/2 π≈λ/6 时，感应场强度与辐射场强度相当。

在距离辐射源比较近（rλ/6 ）则相反，辐射场占优势，称为远场（区）或辐射场区。

近场区和远场区的提法被广为使用，但在不同的应用领域，其划分界限不统一。

也称为近区场和远区场。

一般当r 大于3 λ 时，可忽略感应场的成份，认为处于远场（区）。

当辐射源尺度与波长可比拟时，还可将辐射场区分为辐射近场区和辐射远场区。

辐射远场区的定义是，“辐射场强度角分布基本上与距天线的距离无关的场区” ，在辐射远场区，将天线上各点到测量点的连线当作是平行的，所引入的误差小于一定的限度。

如天线尺寸为D，则远场区距离应大于2D 2 /λ。

当辐射源尺寸 D 的数量级小于波长λ 时（2D 2 /λλ/6 ，Dλ/3.5），辐射近场区范围小于感应场区，辐射场区全部是辐射远场区。

如果测量天线为微波段的面天线，而且尺寸较大，所测辐射源与测量天线的距离大于2D 2 /λ 认为是辐射远场区。

由以上公式可见，近场与远场的划分界限与辐射源频率（波长）有关。

电磁辐射频率范围⑴全范围广义上包括Ｘ射线、γ 射线、宇宙射线等电离电磁辐射，狭义上包括0～310 12 Hz ，从静电场、静磁场到亚毫米波，该频率范围的电磁辐射不能造成原子与分子的电离，不管其强度有多大。

⑵目前我国管理范围目前认为影响较大、受关注、研究较多并已经制定相应标准限值的频段有工频50Hz，射频100kHz-300GHz 。

⑶各波段名称、频率范围及波长波段名称频段名称频率范围波长工频50/60 Hz 超长波甚低频VLF 3～30KHz 100～10Km 长波低频LF 30～300KHz 10～1Km 中波中频MF 0.3～3MHz 1～0.1Km 短波高频HF 3～30MHz 100～10m 超短波米波甚高频VHF

30～300MHz 10～1m 分米波超高频UHF 0.3～3GHz 1～0.1m 厘米波特高频SHF 3～30GHz 10～1cm 毫米波微波极高频EHF 30～300GHz 10～1mm ⑷常见电磁辐射源的频率范围电磁辐射污染源监测要求所用仪器的测量频率范围与污染源的工作频率相适应，因此有必要了解常见电磁辐射源的频率。

GSM 移动通信基站900/1800MHz 中波广播535-1605KHz 短波广播4-19 MHz 内的部分频段调频（声音）广播