天线近场与远场性能测量比较
电磁场近场和远场的差别
电磁场近场和远场的差别无线电波应该称作电磁波或者简称为EM波，因为无线电波包含电场和磁场。
来自发射器、经由天线发出的信号会产生电磁场，天线是信号到自由空间的转换器和接口。
因此，电磁场的特性变化取决于与天线的距离。
可变的电磁场经常划分为两部分——近场和远场。
要清楚了解二者的区别，就必须了解无线电波的传播。
电磁波图1展示了典型的半波偶极子天线是如何产生电场和磁场的。
转发后的信号被调制为正弦波，电压呈极性变化，因此在天线的各元件间生成了电场，极性每半个周期变换一次。
天线元件的电流产生磁场，方向每半个周期变换一次。
电磁场互为直角正交。
1.围绕着半波偶极子的电磁场包括一个电场(a)和一个磁场(b)。
电磁场均为球形且互成直角天线旁边的磁场呈球形或弧形，特别是距离天线近的磁场。
这些电磁场从天线向外发出，越向外越不明显，特性也逐渐趋向平面。
接收天线通常接收平面波。
虽然电磁场存在于天线周围，但他们会向外扩张(图2)，超出天线以外后，电磁场就会自动脱离为能量包独立传播出去。
实际上电场和磁场互相产生，这样的“独立”波就是无线电波。
2.距离天线一定范围内，电场和磁场基本为平面并以直角相交。
注意传播方向和电磁场均成直角。
在(a)图中，传播方向和电磁场线方向成正交，即垂直纸面向内或向外。
在(b)图中，磁场线垂直纸面向外，如图中圆圈所示。
近场对近场似乎还没有正式的定义——它取决于应用本身和天线。
通常，近场是指从天线开始到1个波长(λ)的距离。
波长单位为米，公式如下：λ=300/fMHzλ=300/fMHz因此，从天线到近场的距离计算方法如下：λ/2π=0.159λλ/2π=0.159λ图3标出了辐射出的正弦波和近场、远场。
近场通常分为两个区域，反应区和辐射区。
在反应区里，电场和磁场是最强的，并且可以单独测量。
根据天线的种类，某一种场会成为主导。
例如环形天线主要是磁场，环形天线就如同变压器的初级，因为它产生的磁场很大。
3.近场和远场的边界、运行频段的波长如图所示。
天线原理近区和远区的关系
天线原理近区和远区的关系
天线原理中的近区和远区是指天线周围的电磁波传播区域的不同特性。
在天线附近的区域称为近区，而较远的区域称为远区。
在近区，天线辐射的电磁波主要是由近场成分组成，电磁场呈现高度复杂的时空分布特性。
近场区域的尺度通常较小，辐射的电磁波空间分布不均匀，在距离天线极近的地方，电磁场的强度可能会显著增加，而随着距离的增加迅速减小。
这种分布特性使得近区的电磁波容易受到天线本身和周围环境的各种影响，例如天线的尺寸、形状、材料、地面反射等因素都会对近区的电磁波辐射产生显著影响。
在远区，天线辐射的电磁波主要是由远场成分组成，电磁场呈现较为规则的空间分布特性。
远场区域的尺度较大，辐射的电磁波在空间中表现为较为均匀的波前面、波长、波阵面等特征，遵循电磁波传播的基本规律。
远区的电磁波不易受到天线和环境的微小变化的影响，传播距离更远，扩散范围更广，更适合远距离的通信和无线传输。
总之，近区和远区是天线辐射的电磁波在空间中的两种不同传播特性，近区主要受到天线本身和周围环境的影响，电磁场分布不均匀，而远区则遵循电磁波传播的规律，在远距离传播范围内呈现均匀的波动特性。
天线远场、近场和紧缩场
当前测量目标散射特性的基本方法有远场法、紧缩场法和近场法〔1〕。
对于远场法，设D为待测目标的最大截面尺寸，r为发射天线与待测目标的距离，则当r≥ 2D2／λ时(λ为波长)，可近似认为投射到待测目标上的电磁波是平面电磁波。
同样，接收天线与待测目标的距离也应满足这一要求，以使接收天线接收散射远场。
转动待测目标，测出相应的散射远场，即可确定目标的远场散射方向图，通过与标准目标进行比较，可以获得目标的RCS图。
从理论上讲，这种方法可以测得目标的单站和双站散射特性，但这种方法需要宠大的测试场地，且由于待测目标的远场散射信号一般比较弱（对于低RCS目标则更是如此），因而给精确测量带来了很大的困难。
紧缩场法是测量目标散射特性的一种有效的方法。
对于单站RCS测量，通常采用一个紧缩场反射面天线产生准平面波对待测目标进行照射，转动待测目标，改变入射波相对于目标的入射方向，在接收端测出相应的散射信号即可确定目标的单站RCS。
为了测出目标的双站RCS，则可以采用两个紧缩场反射面天线，一个发射，另一个接收，转动待测目标，测出接收天线处的散射信号，即可确定平面波以不同方向入射时目标的双站RCS，其双站角为两反射面天线口面法线间的夹角。
但由于两个紧缩场反射面天线的位置是固定的，所以双站角也是固定的。
采用紧缩场法，发射天线和接收天线与待测目标之间的距离不需要很大，这一点要优于远场法。
近场散射测量技术是近场天线测量技术的发展和延伸。
利用近场散射测量技术，可以在不转动目标的情况下测得扫描面外法向附近一个角域内的远场RCS，从而可以获得目标在不同双站角情况下的远场散射特性。
一般情况下，目标的散射场所延伸的范围比较广，客观上要求扫描面的宽度应足够大，以减小截断误差。
然而，在实际的双站近场散射测量中，扫描面的宽度总是有限的，而且截断电平不一定很低，有时甚至比较高。
天线近场测试原理
天线近场测试是一种用来测试天线性能的方法，它可以在不远离天线的距离范围内进行测试，而不需要使用远场测试的大型测试距离。
其基本原理如下：
近场测试通常在天线距离测试点的距离范围内进行，一般在天线直径的2-3倍距离内。
这样可以使测试过程中电磁场的变化足够缓慢，可以认为电磁场是静态的，从而方便进行测试和分析。
在测试过程中，使用测试天线和信号源，将电磁波信号输送到待测天线中，观察待测天线输出的电信号强度和相位等特性，并将这些信息传递给测试设备进行分析。
通过在不同位置进行测试，可以获取天线在不同方向的辐射图。
这些数据可以用于优化天线设计和调整其性能。
总之，天线近场测试是一种简便、高效、准确的测试方法，可以在相对较小的空间范围内进行测试，并获得有关天线性能的详细信息。
天线近场测试、远场测试、紧缩场测试、天线罩测试 简介
近场测试所谓近场天线测试的近场是指从测试探头到被测天线口平面的距离约为3λ 5λ. 符合这样条件的天线测试即为近场测试.近场天线测试系统主要由这么几部分组成：1. 多轴扫描架子系统（包括控制驱动器及电缆组件）。
2. 被测天线定位子系统，通常由一个单轴或多轴转台，控制驱动器及电缆组件组成。
3. 射频子系统，包括发射源，接收机及射频电缆组件。
4. 系统主控器及一个负责给扫描架及转台子系统发定位指令，采集测试数据，近远场变换计算和分析测试结果的系统软件。
每个天线测试应用都有自己的独立特点，而我们提供的近场天线测试系统也有很多不同规格的选择。
具体的系统需要根据用户的具体情况进行配置。
远场测试所谓远场天线测试的远场就是指符合r=2D2/λ条件的天线测试, 其中r 就是测试场的收发间距离, D 就是被测天线的最大口径, 而λ 测试频率的波长.远场天线测试系统主要由这么几部分组成;1. 接收端单轴或多轴转台子系统（包括控制驱动器及电缆组件）。
2. 发射子系统，通常由一个单轴转台，控制驱动器及电缆组件组成。
3. 射频子系统，包括发射源，接收机及射频电缆组件。
4. 系统主控器及一个负责给转台子系统发定位指令，采集测试数据和分析测试结果的系统软件。
每个天线测试应用都有自己的独立特点，而我们提供的远场天线测试系统也有很多不同规格的选择。
具体的系统需要根据用户的具体情况进行配置。
紧缩场测试紧缩场天线测试的紧缩场意思是指在一个相对小(紧缩)的空间里产生出传统远场天线测试所需要的平面波. 产生这种一致性很好的平面波的设备就需要在有限空间里增设双曲反射面来延伸辐射空间.紧缩场天线测试系统主要由这么几部分组成;1. 被测天线的单轴或多轴转台子系统（包括控制驱动器及电缆组件）。
2. 馈源子系统，通常由一个单轴或多轴转台，控制驱动器及电缆组件组成。
3. 双曲单反射面或双曲双反射面，用于在有限空间里产生符合远场测试条件的平面波。
4.射频子系统，包括发射源，接收机及射频电缆组件。
近场远场测试方法对比
测试方法分析：
作为EMI测试一般有两者测试方法，近场测试和远场测试。具体两者用途见下表：
近场测试（频谱分析仪+探头）
远场测试（暗室测试）
目的
调试性，诊断性测试，确定EMI产生的（电流）
电磁场
特点
单次测量结果没有意义，需要在相同设置下测量两次，通过两次结果的差值来判断改善效果
测量结果即EUT真实数据，也可以用两次测试结果的差值来判断改善效果。
缺点
可重复性差，对人员素质要求较高
费用较高
远场频率点在近场一定能测到，近场测试点在远场不一定测得到。近场的两次测试差值在远场上不一定也有同样的改善。
近场测量图示：
远场测量图示：
各种近远场天线测量系统比较
按照天线场区的划分，天线测量系统可分为远场测量系统和近场测量系统。
1.远场测量系统远场测量系统按使用环境可分为室外远场测量系统和室内远场测量系统。
室外远场需要较长的测量距离，通常用天线高架法来尽量减小地面反射，其他架设方法还有地面反射法和斜距法。
室外远场测量需要在合适的外部环境和天气下进行，同时，室外远场对安全和电磁环境有较高要求。
室内远场在微波暗室中进行，暗室四周和上下铺设吸波材料来减小电磁反射。
如果暗室条件满足远场测量条件，可选择传统远场测量法，如果测量距离不够远场条件，可以选择紧缩场，通过反射天线在被测天线处形成平面电磁波。
2.近场测量系统近场测量在天线辐射近场区域实施。
在三至五个波长的辐射近场区，感应场能量已完全消退。
采集这一区域被测天线辐射的幅度和相位数据信息，通过严格的数学计算就可以推出被测天线测远场方向图。
按照扫描方式的不同，常用的近场测量系统可以分为平面近场系统、柱面近场系统和球面近场系统。
（1）近场测量系统平面近场测量系统在辐射近场区的平面上采集幅相信息，这种类型的测试系统适用于增益>15dBi的定向天线、阵列天线等，最大测量角度<± 70 º。
（2）柱面测量系统柱面近场测量系统在辐射近场区的柱面上采集幅相信息，这种类型的测试系统适用于扇形波束和宽波瓣的天线。
（3）球面测量系统球面近场测量系统在辐射近场区的球面上采集幅相信息，这种类型的测试系统适用于低增益的宽波瓣或全向天线。
3.如何选择天线测量系统，需要考虑到的几个重要的特性和指标：1.天线应用领域；2.远场角度范围：远场波瓣图坐标系、各种天线性能参数定义、副瓣和后瓣特性；3.电尺寸：根据电尺寸和计算出远场距离；4.方向性指标：宽波瓣或窄波瓣；5.工作频率和带宽：工作频率设计到吸波材料尺寸和暗室工程设计及造价；6.环境和安全性要求：天气、地表环境等因素；7.其他因素：转台或铰链、通道切换开关等。
近场和远场的区别
近场和远场的区别近场和远场的区别近场和远场是描述电磁波传播特性的两个重要概念，它们在电磁波传播、电磁兼容分析以及光学设计中扮演着关键角色。
近场通常定义为距离光源或天线小于1个波长(λ)范围内的电磁场，而远场则指电磁波传播到距离光源或天线大于10个波长(10λ)的区域。
定义与范围●近场：近场通常指的是距离光源或天线小于1个波长(λ)范围内的电磁场。
在这个区域内，电磁场的特性受到光源或天线的形状、尺寸和材料等因素的影响，表现出强烈的局部性和复杂性。
近场的电磁场分布通常是不均匀的，且其强度和方向可能会随位置的变化而显著改变。
这种复杂的场分布使得近场分析在许多应用中变得至关重要，例如在微波电路设计中，工程师需要详细了解近场分布以优化电路性能。
场的性质与波阻抗●近场性质：近场又称感应场，其性质与骚扰源密切相关。
在近场中，电磁场的振幅、相位和偏振状态等特性受到物体的影响而发生变化。
此外，近场中的波阻抗（E/H比值）随距离的变化而变化，这增加了近场分析的复杂性。
近场的这种复杂性在电磁兼容性测试中尤为重要，因为设备之间的电磁干扰通常发生在近场区域，工程师需要通过近场测量来识别和解决这些问题。
●远场性质：远场又称辐射场，表现为平面波，电场和磁场方向垂直且都与传播方向垂直。
在远场中，波阻抗保持恒定，约为120π欧姆，这使得远场的分析和测量相对简单。
远场的这种稳定性使得其在天线设计中具有重要意义，因为天线的辐射特性通常是在远场区域进行评估的，以确保其在实际应用中的性能。
场强衰减与测量分析●近场衰减：在近场中，电场和磁场强度随距离的增加而快速衰减。
这种快速衰减使得近场测量变得复杂，因为位置的微小变化都可能导致较大的测量误差。
此外，近场中电场和磁场不易互相转换，需要分别进行测量。
近场测量的复杂性在电子设备的故障诊断中尤为突出，因为工程师需要精确测量近场分布以识别和解决设备中的电磁干扰问题。
应用场景与重要性●近场应用：近场主要用于分析系统内部或同一设备内的电磁兼容问题。
天线第十四讲-天线测量
Pr
4p R
2
PtGaGa
Ga
4p R
Pr Pt
Ga
dB
10
lg
4p R
1 2
Pt
dBm
1 2
Pr
dBm
Pt 待测天线
待测天线
Ga
R
Pr Ga
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
South China University of Technology
方向图的近场扫描测量：
近场测量原理：
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
South China University of Technology
方向图的近场测量方法：
测量出包围天线的平面、柱面或球面的场分布，利用傅里
South China University of Technology
14.5 增益测量
比较法：用已知增益的天线作参考，通过接收功
率进行对比
Ps Gs Pa Ga
Ga
Gs
Pa Ps
Ga dB Gs dB Pa dBm Ps dBm
天线的近场和远场的判定条件
天线的近场和远场的判定条件
天线的近场和远场是根据电磁场的特性来区分的。
近场是指天线周围存在的电磁场，它的条件是：天线测量时的距离d小于天线的最大物理口径尺寸D与工作波长λ的平方根之比的2倍，即$d <
\frac{2D^2}{\lambda}$。
在近场中，电磁场能量在天线周围空间及天线之间周期性地来回流动，不向外发射。
远场是指电磁场能量脱离天线以电磁波的形式向外辐射的区域，它的条件是：天线测量时的距离d大于天线的最大物理口径尺寸D与工作波长λ的平方
根之比的2倍，即$d > \frac{2D^2}{\lambda}$。
希望以上内容对您有帮助，如需了解更多信息，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
2.4G无线产品的“近场”与“远场”的划分
2.4G 无线产品的“近场”与“远场”的划分
我们一般在针对无线产品特性的无线测试中如OTA 或辐射杂散（RSE）等，从测量的准确率考虑，通常要求选用远场条件下的测试。
但事实上，目
前还没有一个特别确切而公认的说法，去划分到底什幺是“近场”？什幺又是“远场”？
昨天有检测行业的朋友问我，在EMC 标准3M 暗室条件下，是否可以测量2.4G 产品的辐射杂散？我们从经验的角度说，当然在3M 暗室中完成2.4G 产品的杂散是完全可以的。
但如果我们再往前考究一步的话，这个问题其实
是要确认2.4G 产品的远场状态的定义。
据此天纵检测（SKYLABS）也仔细翻看了一下2.4G 产品常见射频标准，以EN300328 为例，其在标准的最后附录中，确实有其对远场条件的定义，具体如下：
首先在EN300328 中明确说明在对被测物的辐射测量中，我们应该选择“远场”条件。
在此标准中，它定义了两个2.4G 无线产品的远场条件，需要说。
天线近场测量技术综述
天线近场测量技术综述天线测量技术天线工程一问世，天线侧量就是人们一直关注的重要课题之一，方法的精确与否直接关系到与之配套系统的实用与否.随着通讯设备不断更新，对天线的要求愈来愈高，常规远场测量天线的方法由于实施中存在着许多困难，有时甚至无能为力，于是人们就渴望通过测量天线的源场而计算出其辐射场的方法.然而由于探头不够理想和计算公式的过多近似，致使这种方法未能赋于实用.为了减小探头与被测天线间的相互影响，Barrett等人在50年代采用于离开天线口面几个波长来测量其波前的幅相特性，实验结果令人大为振奋，由此掀开了近场侧量研究的序幕，这一技术的出现，解决了天线工程急待解决而未能解决的许多问题，从而使天线测量手段以新的面目出现在世人的面前.四十多年过去了，近场测量技术已由理论研究进人了应用研究阶段，并由频域延拓到了时域，它不仅能够测量天线的辐射特性，而且能够诊断天线口径分布，为设计提供可靠、准确设计依据;与此同时，人们利用它进行了目标散射特性的研究，即隐身技术和反隐身技术的研究，从而使该技术的研究有了新的研究手段，进而使此项研究进人了用近场测量的方法对目标成像技术的探索阶段.近场测量技术在离开被测体3一5人(入为工作波长)距离上，用一个电特性已知的探头在被测体近区某一平面或曲面上扫描抽样(按照取样定理进行抽样) 电磁场的幅度和相位数据，再经过严格的数学变换(快速傅立叶变换，FastFourierTransform，简写为FFT)计算出被测体远区场的电特性，这一技术称之为近场测量技术。
若被测体是辐射体(通常是天线)，则称之为辐射近场测量(RadiationNearFieldMeasurement):当被测体是散射体时，则称之为散射近场测量(NearFieldSeatteringMeasurement)。
对辐射近场测量而言，根据取样表面的不同，。
天线 近远场 测量方法
天线近远场测量方法Measuring the near and far field of an antenna is crucial for understanding its performance and ensuring accurate communication. The near field refers to the region close to the antenna where the electromagnetic fields are not yet fully developed, while the far field is the region further away where the fields are fully established. By carefully measuring both fields, engineers can optimize the antenna design and placement for maximum efficiency and reliability.测量天线的近场和远场对于了解其性能并确保准确通信至关重要。
近场指的是靠近天线的区域，电磁场还没有完全发展，而远场是指更远处的电磁场完全建立的区域。
通过仔细测量这两个场，工程师可以优化天线设计和放置，以实现最大的效率和可靠性。
One common method for measuring the near field of an antenna is the use of a near-field scanner. This device moves a probe close to the antenna to capture the electromagnetic fields emitted. By analyzing the data collected, engineers can construct a detailed mapof the near-field pattern, helping them identify any anomalies or interference that may affect the antenna's performance.测量天线的近场的一种常见方法是使用近场扫描仪。
天线近场远场定义
天线的辐射场分为三个区域，分别是电抗性近场，辐射近场（又称为“菲涅耳区”），以及辐射远场（又称为“夫琅和费区”）。
我们平时所说的近场和远场的边界是菲涅耳区与夫琅和费区边界的瑞利距离，用的是波程差作判据：“从源天线按球面波前到达待测天线之边缘与待测天线之中心的波程差为λ/16”。
这个就是大家所熟悉的R=2D^2/λ。
R就是待测天线到远场区边界的距离，D是天线物理口径的最大尺寸（这个物理口径的最大尺寸是这个意思：假设用一个圆球将天线包裹起来，这个圆球最小的直径。
），λ就是工作波长。
假设有一个900MHz的手机，手机的板长为100mm，用的是一般的PIFA或monopole天线。
由于手机天线所在的PCB都较小，PCB的地已经是辐射体而不是一般的反射体，即天线的一部分，再加上天线本身有一定的剖面高度。
所以算下来，D大约取100mm多一点，按照前面的公式计算远场距离R大约为60mm。
这样看来，手机天线的远场似乎并不“远”，也没多大嘛，那为什么我们平时测试手机天线的探头要离得那么远呢？[em02]问题就在于，手机天线属于电小天线，而电小天线是不适用波程差判据的。
电小天线需要附加判据，其中一种就是：“旋转待测天线导致测试距离的改变对所得测量结果影响不大，即峰谷起伏不确定度在额定值内。
”计算公式就不附上了，假设峰谷起伏不确定度为0.5dB，计算所得待测天线旋转效应足够小的最小距离R=164mm，这个距离就比较远了。
[em09]我上面的说法涉及一些比较晦涩的理论，并且知识跨度有一定的跳跃性，可能不是特别直观易懂，有兴趣地可以去看看约翰克劳斯教授的《天线》中的“天线测量”一章，可以加深理解。
本文来自：我爱研发网() - R&D大本营详细出处：/bbs/Archive_Thread.asp?SID=203729&TID=3相当专业撒，确实有点难懂？再问下什么样的天线可看作电小天线，为什么电小天线不适用波程差判断？[/QUOTE]什么是电小天线？按照H.A.Wheeler的定义是l/λ≤1/2π的天线称为电小天线。
研究天线辐射的3种常用方法
研究天线辐射的3种常用方法天线辐射技术在无线通信、卫星通信、雷达和导航系统等领域中扮演着重要的角色。
为了评估天线的性能，通常需要使用多种辐射技术进行测量。
现在，本文将介绍三种常用的天线辐射方法。
一、S参数测量法S参数测量法是一种广泛应用的天线辐射技术之一。
它通过在天线端口上测量反射系数和传输系数，来评估天线的性能。
S参数面向馈线和端口匹配，确保准确测量天线的性能，如增益、辐射图案和频率响应。
S参数测量法通常使用矢量网络分析仪来进行测量。
S参数测量法的优点包括高准确性、频率范围宽、易于自动化，以及能够快速测量复杂天线的性能，如天线阵列。
然而，该方法需要仔细的校准过程和附加模型假设，以保证准确性。
此外，S参数法难以提供准确的三维辐射模式和极化特性。
二、近场扫描测量法近场扫描测量法是另一个流行的天线辐射方法，用于评估天线的三维辐射特性。
该方法通过在距离天线十分接近的近场区域内进行测量，来确定天线的电场分布和相位。
利用这些数据，可以重构天线的三维辐射模式。
近场扫描测量法适用于各种类型和大小的天线，并且可以测量复杂的天线系统。
尽管如此，该方法需要非常精确的仪器和仔细的测量过程，并且非常耗时。
因此，近场扫描测量法通常只在关键应用中使用。
三、远场测量法远场测量法常被用来在室外环境下评估天线的性能。
该方法依赖于测量天线在远场区域内的辐射模式。
天线放置在一个恰当的测试环境中，使用一个接收天线测量天线辐射。
通过测量天线在不同距离和角度处的辐射模式，可以确定天线的性能特征。
远场测量法的优点在于能够精确定义天线的辐射图案、增益和立体视图等参数，并且是一种常规的测试方法，适用于大多数天线。
但是，必须满足恰当的测试条件和仪器精度需求，以确保测量准确性。
结论：综上所述，天线辐射技术在评价天线性能方面是至关重要的。
这三种方法，S参数测量法、近场扫描测量法和远场测量法，每种方法都有其优点和局限性。
选择哪种方法更适合取决于天线的类型、尺寸、测试环境和所需的精度。
电磁场远场区和近场区的测量
电磁场远场区和近场区的测量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远区场（感应场）和近区场（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：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：E377H。
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。
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。
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：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。
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，E=377H，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。
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。
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ＳＴ天线近糖铡量与理论计算比较圈
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（下转第６４页）
空间电子技术
２００２年第１期
选用铟合金焊料作为主要焊接材料的原因是：铟合金焊料具有较好的焊接性、较高的导电 性能、同时又与被焊材料热匹配好，铟焊料熔点较 低，有较低的液相温度，不同组分具有一定温差，适 合分步焊接。它的良好的塑性对于不同的热膨胀系 数的材料的焊接能起到很好的缓冲作用。同时铟合 金焊料避免了铅锡焊料在较高温度下吃金现象，不 需基片背面镀铜作阻挡层。
２００２年第１期
空间电子技术
５５
天线近场与远场性能测量比较
钟 鹰①
（西安空间无线电技术研究所，西安７１００００）
摘要叙述了用一副Ｋｕ赋形反射面天线，把天线近场测量所得结果与远场 测量所得结果进行比较，主极化方向图的一致性说明近场测量的可靠性。与理论分 析也做了比较，说明近场测量结果与理论完全吻合。在交叉极化的测量方面，给出了 与理论值的比较结果，在高交叉极化电平的分布趋势是一致的，但误差较大。天线正 确的校准是减少误差的关键。
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方位（度）
图２
５．２近场测量结果与理论计算结果主极化性能比较 为判断远场与近场在加权区存在有较大差别的原因，把近场测量结果与理论分析结果进 万方数据
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（上接第６０页）
６ 结论
对Ｋｕ赋形反射面天线近场测试结果和远场测量结果做了性能比较，近场测量结果还与 理论结果做了比较。对主极化而言三者之间吻合相当好，说明我所的近场实验室和远场实验 室都可以用来对天线性能进行验证测量。而近场测量系统更加稳定可靠，测量精度更高。对 交叉极化而言，远场由于地面影响和信号衰落测量精度低，近场则完全有能力把交叉极化的性 能测准。但目前测量中误差偏大，应对系统校准做更细致工作，使近场测量的准确度更高。
波材料层，５个面都挂有吸波材料，地面铺有吸波材料。反射系数指标为一４０ｄＢ。 近场测量设备是由以色列ｏｒｂｉｔ公司引进的并安装在吸波室内。它由平面扫描架、控制系
统、转台、射频系统组成。扫描架有效扫描范围１４ｍ×９ｍ，扫描架有４个运动轴，Ｘ、Ｙ、Ｚ以及 极化轴。Ｘ轴与地面平行，它的两根导轨安放在钢板焊成的箱体上，箱体结构刚度好，从而保 证了Ｙ塔架运动的稳定性。Ｙ轴是垂直塔架，由矩形截面的钢管焊接而成。塔架的整体刚度 足以承受运动中的驱动力。４个轴均采用直流电机驱动，伺服闭环控制方式。Ｘ，Ｙ，Ｚ三个方 向的位置均用旋转式角编码器读出，分辨率为０．００２５ｍｍ．
３况延香，朱颂春．现代微电子封装技术．四川省电子学会Ｓ姗专委会，印制电路、表面贴装杂志社
４张泽平．卫星转发器微波集成电路基片的软钎焊技术．北京无线电技术研究所 ５李效轩，左艳春，王听岳．Ｔ／Ｒ组件微组装中的压焊技术．电子工艺技术，２１卷第１期 ６严伟．小型化混合集成电路制造技术． ７王听岳．微波电路组装工艺研究．电子工艺技术，２１卷第５期
实验室后进行了鉴定和评审，当时对＆娘天线的一块子板进行了远场和近场的：ｉ贝！Ｉ量对比。本
文叙述了Ｋｕ频段反射面赋形波束天线远场和近场的对比，以验证近场测量系统对赋形波束 反射面天线是完全可行的。
２ 比较天线
用于比较用的无线是ｓｒ卫星的Ｋｕ全国波束天线。天线采用偏置反射面型式，口径０． ８ｍ，焦距０．６ｍ。天线是全国波束的收发共用天线，用反射面赋形技术实现对国土的赋形，对 长江以南、云贵高原、台湾海峡等多雨地区实现３．５ｄＢ的加权。反射面由碳纤维铝蜂窝材料
近场测量的精度很大程度上取决于扫描架的精度，验收时Ｘ轴的直线度为０．０３７５ｍｍ，Ｙ 轴的垂直度０．０６３５ｍｍ，扫描架的平面度为Ｏ．１３９ｍｍ．在测量软件的控制下，探头最高定位精 度可达０．２５ｍｍ． ３．２远场实验室介绍
远场实验室是９０年代建立起来的半开放测试场。接收端的半开放吸波室其高度１６ｍ．吸 波室内部是８ｍ立方空间，面对发射端的一壁用橡胶薄膜覆盖，其它４个面粘贴吸波材料。吸 波室内有ＳＡ公司的５５２４０三轴转台，由２０８３天线测试仪控制转台和采集数据。天线测量采 用低架法，距离为２５０ｍ，用角锥喇叭做发射。测量前进行了场地检测。检测结果为：Ｃ频段达 到±０．２５ｄＢ性能要求，口面相位差１８。；Ｋｕ频段达到±０．５ｄＢ，口面相位差３６。．
４测量方法介绍
４．１方向图的测量
４．１．１近场测量
把对比天线放置在平台上，校准好天线的指向和极化的方向。确定测试距离、扫描范围和
扫描中心位置。以中心为坐标原点，探头以Ｘ轴为步进轴，以Ｙ轴为扫描轴在天线口面上做
扫描运动。接收机按半波长间隔采集数据，所采集的口面场数据存储在文件中。测量结果进
行近场一远场变换，然后绘制在星视地图上。变换所使用的基本公式是：
５．１ 近场与远场测量结果主极化性能的比较
近场测量和远场测量的结果比较在同一张图上，见图１（下行）和图２（上行）。图中虚线 万方数据
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为指标要求线，实线为近场测量结果，点划线为远场测量结果。由图可以看出近场测量结果与 远场测量结果吻合还是不错的，尤其是全国覆盖的指标线，９０％以上的区域符合的相当好，个 别区域不符合值在０．５ｄＢ左右。在低电平的１５．６ｄＢ和１６．１ｄＢ线两者吻合的也不错，说明近 场和远场均可以用来测量天线的方向图。加权区差别就比较明显，近场测量的区域要大于远 场测量的区域。为判断差别造成的原因，让我们看５．２节的比较结果。
首先被测天线对准发射天线，接收机记录天线收到的信号电平，然后标准喇叭对准发射天 线，记录喇叭所收到的信号。比较两者之间的差别就可求得被测天线的增益。为消除随机误
５ 测量结果的比较 比较是在汀卫星工作的频带内，分别选取下行和上行的中心频率，按前一节的测量方
法，分别测量了对比天线的主极化的性能和交叉极化的性能。理论分析是用国际上著名的 ＧＲＡＳＰ软件计算的。
作者感谢天线近场实验室的李清杰、刘长伟同志，天线远场实验室的姚岑，杜金民等同志 对此项工作的支持和帮助。
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天线近场与远场性能测量比较
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数：
钟鹰 西安空间无线电技术研究所,西安,710000
空间电子技术 SPACE ELECTRONIC TECHNOLOGY 2002，(1) 3次
主题词天线测量远场近场
１ 前言
现代卫星天线对天线测量技术提出了新的要求。例如对频率复用的卫星天线来讲，对交 叉极化的测量要求达到一３５±２ｄＢ的测量精度。传统的远场测量由于受地面反射波的影响， 难以达到这么高的测量精度。另外，远场测量还受周围电磁干扰、气候条件、有限测试距离、环 境污染和物体的杂乱反射等因素的影响，已经越来越难以适应现代卫星天线的测量要求。新 一代的天线测量技术是以近场测量和紧缩场测量为代表的。近场测量技术利用探头在天线口 面上做扫描运动，测量口面上的幅度和相位，然后把近场数据转换成远场。由于近场测量只需 测量天线口面上的场，就可避免远场测量的诸多缺点，而成为独立的一门测量技术。但近场测 量结果不是直接的远场数据，需通过傅里叶数学变换才能成为远场。于是测量结果可信度曾 引起人们的质疑，对近场测量系统的鉴定和验证就非常必要。１９９６年我所从以色列引进近场
载体的载体焊环模实验及针对星上产品例行实验标准，对整个模块电路进行振动和温度循环
冲击实验，以期完成适合星上环境要求的小型微波集成电路模块电路的工艺研究。这些工作
都是卫星工程化所必须要做的。
参考文献
１中国集成电路大全．微波集成电路．北京，国防科技出版社 ２李效白编著．砷化镓微波功率场效应晶体管及其集成电路．北京，科学出版社
啪０）－Ｍ０萼堂塑掣啪。） 首先扫描被测天线，然后扫描标准喇叭，分别测量两副天线的口面分布场。按公式（２）计
算天线的增益。按公式（２）我们编制了增益处理程序
（２）
Ｉ疋氏∑ｉ６。（岛）翻≯（一砖·岛）ｌ‘
公式中：ＧＳ（足。）是已知标准增益天线的增益
ｂ０（ｐｉ）是被测天线在ｐｉ点的采集信号 ｋ（ｐ１）是标准增益天线在ｐｊ点的采集信号 文乱是扫描间隔
①研究员 收稿日期：２００１一１２—２１
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做成，用圆锥形紧凑式波纹喇叭馈电。对全国赋形的边缘增益指标为２６．１ｄＢ（上行）和２５． ６ｄＢ（下行），加权区的增益要求为２９．６ｄＢ（上行）和２９．１ｄＢ（下行）。收发采用正交线极化。
３ 比较用的近场和远场实验室
３．１近场吸波室 我所吸波室于８０年代建成。整个吸波室是全屏蔽的，屏蔽性能优于一１００ｄＢ。里层是吸
面。州，＝譬（＿笋）乒ｓ（Ⅺ，ｈ）扩‘‘¨拶）压
（１）
式中 忌——自由空间的波数
ＥＳ（Ｘ“ｓ）——口径面上的场分布 Ｘｓ，Ｙｓ——口径面上的坐标
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钟鹰：天线近场与远场性能测量比较
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Ａ——整个扫描口面 由于引进设备软件与绘图软件的不兼容性，近远场变换程序由我们自己按公式（１）编写完 成。 ４．１．２远场测量 远场测量时，对比天线安装在转台上。代表天线波束指向的望远镜指向发射天线，调整好 天线极化。转台在天线控制器的控制下，做二维的扫描运动。转台俯仰轴做步进轴，上方位做 扫描轴完成方向图的测量。测量结果直接绘制在星视地图上。 ４．２增益测量 无论近场和远场均采用比较法测量增益。这是由于比较法测量把被测天线的数据与标准 喇叭进行比较，从而消除了直接法（近场测量时采用）和绝对测量法（远场测量时采用）所引人 的定标误差，而标准喇叭的增益可以用程序计算出来，其结果与实际值的误差是极小的。