電磁場的遠場和近場劃分
點擊數：70722019-08-08 09:06:47 來源: 重慶哥爾摩科技有限公司、電波暗室、電磁兼容暗室、汽車電子暗室、EMI系統測試、EMS系統測試、EMC測試附件、EMC測試天線
電磁輻射源產生的交變電磁場可分為性質不同的兩個部分，其中一部分電磁場能量在輻射源周圍空間及輻射源之間周期性地來回流動，不向外發射，稱為感應場；另一部分電磁場能量脫離輻射體，以電磁波的形式向外發射，稱為輻射場。
一般情況下，電磁輻射場根據感應場和輻射場的不同而區分為近區場（感應場）和遠區場（輻射場）。由于遠場和近場的劃分相對復雜，要具體根據不同的工作環境和測量目的進行劃分，一般而言，以場源為中心，在三個波長范圍內的區域，通常稱為近區場，也可稱為感應場；在以場源為中心，半徑為三個波長之外的空間范圍稱為遠區場，也可稱為輻射場。
近區場通常具有如下特點：
· 近區場內，電場強度與磁場強度的大小沒有確定的比例關系。即：E?377H。一般情況下，對于電壓高電流小的場源(如發射天線、饋線等)，電場要比磁場強得多，對于電壓低電流大的場源(如某些感應加熱設備的模具)，磁場要比電場大得多。
· 近區場的電磁場強度比遠區場大得多。從這個角度上說，電磁防護的重點應該在近區場。
· 近區場的電磁場強度隨距離的變化比較快，在此空間內的不均勻度較大。
· 遠區場的主要特點如下：
· 在遠區場中，所有的電磁能量基本上均以電磁波形式輻射傳播，這種場輻射強度的衰減要比感應場慢得多。
· 在遠區場，電場強度與磁場強度有如下關系：在國際單位制中，E=377H，電場與磁場的運行方向互相垂直，并都垂直于電磁波的傳播方向。
·遠區場為弱場，其電磁場強度均較小
· 近區場與遠區場劃分的意義：
通常，對于一個固定的可以產生一定強度的電磁輻射源來說，近區場輻射的電磁場強度較大，所以，應該格外注意對電磁輻射近區場的防護。對電磁輻射近區場的防護，首先是對作業人員及處在近區場環境內的人員的防護，其次是對位于近區場內的各種電子、電氣設備的防護。而對于遠區場，由于電磁場強較小，通常對人的危害較小。
對我們最經常接觸的從短波段30MHz到微波段的3000MHz的頻段范圍，其波長范圍從10米到0.1米。
例：具體輻射源的近場（感應場區）與遠場（輻射場區）（l = c / f）
頻率 (f) 波長 (l) 界限（3l）
50 / 60 Hz 電力 6000 / 5000 km 18000 / 15000 km
50 kHz 電焊 6 km 18km
27 MHz CB 廣播, 透熱療法 11.1 m 33.3 m
100 MHz FM 廣播 3 m 9 m
433 MHz 工業應用 0.7 m 2.1 m
900 MHz 移動電話，尋呼機 0.33 m 1 m
2.45 GHz微波，工業 0.12 m 0.36 m
6 GHz 數字廣播 0.05 m 0.15 m
20 GHz 衛星傳輸 0.015 m 0.045 m
附：場區的具體劃分
場強與距離的關系
以r表示測量點到輻射源的距離，則在該點的感應場強度與r2至r3成反比，輻射場強度與r成反比（因此，輻射場強度與距離r的乘積與r無關，稱為場強距離乘積）。在靠近輻射源的地方，隨著距離r的減小，感應場強度急劇增加。
近場與遠場的劃分
當測量距離r＝λ/2π≈λ/6時，感應場強度與輻射場強度相當。在距離輻射源比較近（r<λ/6）的地方，感應場強度大于輻射場強度，稱為近場（區）或感應場區，較遠的地方（r>λ/6）則相反，輻射場占優勢，稱為遠場（區）或輻射場區。近場區和遠場區的提法被廣為使用，但在不同的應用領域，其劃分界限不統一。也稱為近區場和遠區場。
一般當r大于3λ時，可忽略感應場的成份，認為處于遠場（區）。
當輻射源尺度與波長可比擬時，還可將輻射場區分為輻射近場區和輻射遠場區。輻射遠場區的定義是，“輻射場強度角分布基本上與距天線的距離無關的場區”，在輻射遠場區，將天線上各點到測量點的連線當作是平行的，所引入的誤差小于一定的限度。如天線尺寸為D，則遠場區距離應大于2D2/λ。當輻射源尺寸D的數量級小于波長λ時（2D2/λ<λ/6，D<λ/3.5），輻射近場區范圍小于感應場區，輻射場區全部是輻射遠場區。
如果測量天線為微波段的面天線，而且尺寸較大，所測輻射源與測量天線的距離大于2D2/λ認為是輻射遠場區。
由以上公式可見，近場與遠場的劃分界限與輻射源頻率（波長）有關。
