電磁場(chǎng)遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)和近場(chǎng)區(qū)的測(cè)量.doc

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1、電磁場(chǎng)遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)和近場(chǎng)區(qū)的測(cè)量1、電磁場(chǎng)的遠(yuǎn)場(chǎng)和近場(chǎng)劃分電磁輻射源產(chǎn)生的交變電磁場(chǎng)可分為性質(zhì)不同的兩個(gè)部分，其中一部分電磁場(chǎng)能量在輻射源周圍空間及輻射源之間周期性地來(lái)回流動(dòng)，不向外發(fā)射，稱為感應(yīng)場(chǎng)；另一部分電磁場(chǎng)能量脫離輻射體，以電磁波的形式向外發(fā)射，稱為輻射場(chǎng)。一般情況下，電磁輻射場(chǎng)根據(jù)感應(yīng)場(chǎng)和輻射場(chǎng)的不同而區(qū)分為遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)（感應(yīng)場(chǎng)）和近區(qū)場(chǎng)（輻射場(chǎng)）。由于遠(yuǎn)場(chǎng)和近場(chǎng)的劃分相對(duì)復(fù)雜，要具體根據(jù)不同的工作環(huán)境和測(cè)量目的進(jìn)行劃分，一般而言，以場(chǎng)源為中心，在三個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的區(qū)域，通常稱為近區(qū)場(chǎng)，也可稱為感應(yīng)場(chǎng)；在以場(chǎng)源為中心，半徑為三個(gè)波長(zhǎng)之外的空間范圍稱為遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)，也可稱為輻射場(chǎng)。近區(qū)場(chǎng)

2、通常具有如下特點(diǎn)：近區(qū)場(chǎng)內(nèi)，電場(chǎng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小沒(méi)有確定的比例關(guān)系。即：E377H。一般情況下，對(duì)于電壓高電流小的場(chǎng)源(如發(fā)射天線、饋線等)，電場(chǎng)要比磁場(chǎng)強(qiáng)得多，對(duì)于電壓低電流大的場(chǎng)源(如某些感應(yīng)加熱設(shè)備的模具)，磁場(chǎng)要比電場(chǎng)大得多。近區(qū)場(chǎng)的電磁場(chǎng)強(qiáng)度比遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)大得多。從這個(gè)角度上說(shuō)，電磁防護(hù)的重點(diǎn)應(yīng)該在近區(qū)場(chǎng)。近區(qū)場(chǎng)的電磁場(chǎng)強(qiáng)度隨距離的變化比較快，在此空間內(nèi)的不均勻度較大。遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)的主要特點(diǎn)如下：在遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)中，所有的電磁能量基本上均以電磁波形式輻射傳播，這種場(chǎng)輻射強(qiáng)度的衰減要比感應(yīng)場(chǎng)慢得多。在遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度有如下關(guān)系：在國(guó)際單位制中，E=377H，電場(chǎng)與磁場(chǎng)的運(yùn)行

3、方向互相垂直，并都垂直于電磁波的傳播方向。遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)為弱場(chǎng)，其電磁場(chǎng)強(qiáng)度均較小近區(qū)場(chǎng)與遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)劃分的意義：通常，對(duì)于一個(gè)固定的可以產(chǎn)生一定強(qiáng)度的電磁輻射源來(lái)說(shuō)，近區(qū)場(chǎng)輻射的電磁場(chǎng)強(qiáng)度較大，所以，應(yīng)該格外注意對(duì)電磁輻射近區(qū)場(chǎng)的防護(hù)。對(duì)電磁輻射近區(qū)場(chǎng)的防護(hù)，首先是對(duì)作業(yè)人員及處在近區(qū)場(chǎng)環(huán)境內(nèi)的人員的防護(hù)，其次是對(duì)位于近區(qū)場(chǎng)內(nèi)的各種電子、電氣設(shè)備的防護(hù)。而對(duì)于遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)，由于電磁場(chǎng)強(qiáng)較小，通常對(duì)人的危害較小。對(duì)我們最經(jīng)常接觸的從短波段30MHz到微波段的3000MHz的頻段范圍，其波長(zhǎng)范圍從10米到1米。2、遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)的測(cè)量在遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)（輻射場(chǎng)區(qū)），可引入功率密度矢量（波印廷矢量），電場(chǎng)矢量、磁場(chǎng)矢

4、量、波印廷矢量三者方向互相垂直，波印廷矢量的方向?yàn)殡姶挪▊鞑シ较?。在?shù)值上，E=377H，S=EH=E2/377。其中電場(chǎng)強(qiáng)度E的單位是(V/m)，磁場(chǎng)強(qiáng)度H的單位是(A/m)，功率密度的單位是（W/m2）,全部是國(guó)際單位制(SI)。由公式可看出，在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)，電場(chǎng)與磁場(chǎng)不是獨(dú)立的，可以只測(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度，磁場(chǎng)強(qiáng)度及功率密度中的一個(gè)項(xiàng)目，其他兩個(gè)項(xiàng)目均可由此換算出來(lái)。一般情況，關(guān)于遠(yuǎn)場(chǎng)和近場(chǎng)的測(cè)量問(wèn)題可以簡(jiǎn)化為：國(guó)標(biāo)規(guī)定，當(dāng)電磁輻射體的工作頻率低于300MHz時(shí)，應(yīng)對(duì)工作場(chǎng)所的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度分別測(cè)量。當(dāng)電磁輻射體的工作頻率大于300MHz時(shí)，可以只測(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度。300MHz頻率相應(yīng)的

5、波長(zhǎng)為1米，λ/6為16cm，16cm之外輻射場(chǎng)占優(yōu)勢(shì)。如按3λ的劃分界限，距輻射源3米之外可認(rèn)為是遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)。一般電磁環(huán)境是指在較大范圍內(nèi)由各種電磁輻射源，通過(guò)各種傳播途徑造成的電磁輻射背景值，因而屬于遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)，輻射的頻譜非常寬，電磁場(chǎng)強(qiáng)度均較小。1GHz以下遠(yuǎn)區(qū)輻射場(chǎng)的測(cè)量，可用遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)強(qiáng)儀，也可用干擾場(chǎng)強(qiáng)儀。3、近區(qū)場(chǎng)的測(cè)量在近場(chǎng)區(qū)（感應(yīng)場(chǎng)區(qū)），電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁場(chǎng)強(qiáng)度H的大小沒(méi)有確定的比例關(guān)系，即：E377H，需要分別測(cè)量電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁場(chǎng)強(qiáng)度H的大小。對(duì)于電壓高而電流小的場(chǎng)源，在感應(yīng)場(chǎng)區(qū)內(nèi)主要是電場(chǎng)，主要測(cè)量電場(chǎng)，對(duì)于電壓低而電流大的場(chǎng)源(如感應(yīng)線圈)，在感應(yīng)場(chǎng)區(qū)內(nèi)主要是磁場(chǎng)，主

6、要測(cè)量磁場(chǎng)。例如，對(duì)于沒(méi)有接上電器的墻上電源插座，電流基本為零，電壓不為零，插座在其附近產(chǎn)生一定強(qiáng)度的工頻電場(chǎng)，但產(chǎn)生的工頻磁場(chǎng)基本為零。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值中30MHz以下以場(chǎng)強(qiáng)為準(zhǔn)，因?yàn)樵擃l段的波長(zhǎng)大于10米，測(cè)量點(diǎn)處的感應(yīng)場(chǎng)常常不能忽略，電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁場(chǎng)強(qiáng)度H的比例關(guān)系不確定。由前面的場(chǎng)強(qiáng)與距離的關(guān)系可知，近場(chǎng)區(qū)場(chǎng)強(qiáng)很大（根據(jù)不同的設(shè)備，電場(chǎng)強(qiáng)度可能從幾十到幾百V/m，磁場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá)到數(shù)A/m），但場(chǎng)強(qiáng)隨距離的增大衰減得很快，即場(chǎng)強(qiáng)變化梯度很大，是一種非常復(fù)雜的非均勻場(chǎng)。因此，近區(qū)場(chǎng)強(qiáng)儀的量程應(yīng)當(dāng)足夠大，而測(cè)量探頭應(yīng)當(dāng)足夠小，測(cè)量結(jié)果才能代表測(cè)試點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。近場(chǎng)區(qū)監(jiān)測(cè)主要屬于工作場(chǎng)

7、所監(jiān)測(cè)。由于近區(qū)場(chǎng)強(qiáng)很大，較遠(yuǎn)處的其它電磁輻射源的貢獻(xiàn)可忽略不計(jì)，因此，近區(qū)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量不采用選頻式儀器。可用綜合場(chǎng)強(qiáng)儀測(cè)量近區(qū)場(chǎng)強(qiáng)，如意大利PMM公司的8053型儀器，具有較好的測(cè)量精度和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能。目前的綜合場(chǎng)強(qiáng)儀與早期的近區(qū)場(chǎng)強(qiáng)儀的不同：前者為各向同性，測(cè)量時(shí)不必調(diào)整探頭方向。前者較后者頻率范圍更寬。附：場(chǎng)區(qū)的具體劃分場(chǎng)強(qiáng)與距離的關(guān)系以r表示測(cè)量點(diǎn)到輻射源的距離，則在該點(diǎn)的感應(yīng)場(chǎng)強(qiáng)度與r2至r3成反比，輻射場(chǎng)強(qiáng)度與r成反比（因此，輻射場(chǎng)強(qiáng)度與距離r的乘積與r無(wú)關(guān)，稱為場(chǎng)強(qiáng)距離乘積）。在靠近輻射