高頻場強標準

高頻場強標準是統一場強量值的物質基礎。可以用“標準場法”和“標準天線法”來建立場強標準。這兩種方法是互相獨立的,可以互相比對,校驗,以保證量值的準確可靠。

基本介紹

  • 中文名:高頻場強標準
  • 外文名:high frequency field strengthstandard
  • 套用學科:通信
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場的劃分

電磁輻射場區一般分為遠區場和近區場。

近區場及特點

以場源為中心,在一個波長範圍內的區域,通常稱為近區場,也可稱為感應場。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係。即:E#1377H。一般情況下,對於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,對於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。

遠區場及特點

在以場源為中心,半徑為一個波長之外的空間範圍稱為遠區場,也可稱為輻射場。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係: 在國際單位制中,E=377H,電場與磁場的運行方向互相垂直,並都垂直於電磁波的傳播方向。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,對於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,我們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,其次是對位於近區場內的各種電子、電氣設備的防護。而對於遠區場,由於電磁場強較小,通常對人的危害較小,這時我們應該考慮的主要因素就是對信號的保護。另外,應該有對近區場一個概念,對我們最經常接觸的從短波段30MHz到微波段的3000MHz的頻段範圍,其波長範圍從10米到1米。

場強標準分類

遠區場強標準

觀測點到發射天線之間的距離r>>(λ/6)(λ是波長)的區域為遠區,頻率在30MHz以下,只計量磁場,採用標準磁場法和標準環天線法相互比對,以建立磁場標準。頻率在30~1 000MHz,只計量電場,採用標準電場法與標準偶極子天線法相互比對,以建立電場標準。標準天線法的遠場磁場標準,是由一個 與標準發射環形天線一樣的接收環形天線及指示系統組成。當標準接收天線置於髙頻磁場中時,可測定出感應電壓U0(有效值),並結合天線參數,計算出天線所在處的磁場強度如圖1。
圖1圖1
式中S2為環形天線的截面積,等於
(r2天線半徑);N為環形天線的圈數;ω為角頻。標準天線法的遠場電場標準,是由標準半波振子接收天線和相應的指示系統組成,其標準電場為
,式中Uoc為振子天線中的感應電壓有效值;Leff為振子天線有效長度。

近區場強標準

觀測點到發射天線之間的距離r<<(λ/6)的區域為近區。近區磁場標準的原理與遠區相似,由於近區磁場強度大,故環形天線的導線相當粗,有時將幾個環並聯使用。近區電場標準隨頻率和量值不同有多種形式:①平板電容式電場標準,一般到30MHz左右;②匹配平行傳輸線式電場標準,頻率上限可達600MHz左右;③在橫電磁波室內建立標準電場,頻率上限可達500MHz左右;④在波導小室內建立標準電場,可用到1 000MHz;⑤在微波暗室內建立標準電場,可用到微波頻段。

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